JP3957589B2

JP3957589B2 - Audio processing device

Info

Publication number: JP3957589B2
Application number: JP2002230477A
Authority: JP
Inventors: 剛史藤田; 朋子曽我部
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2022-08-07
Also published as: JP2003140696A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize high tone quality reproduction even when the frequency band characteristics of an input coded signal are missing at a Nyquist frequency or below in a speech processor. SOLUTION: The speech processor is provided with a variable band band-pass filter 1500, a band decision part 1700 for deciding a passing zone of the variable band band-pass filter to a band expansion component from an expanded band generation part 1300 by using the information decoded from a decoding processor part 1100 as band decision information, and a band-pass filter controller 1600 for controlling the passing band of the variable band band-pass filter according to the instruction from the band decision part.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル信号処理技術に関し、符号化信号、特にオーディオ圧縮符号化信号を復号し、帯域拡張処理を行うことにより高音質再生を実現する音声処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
帯域拡張処理を行うことにより高音質再生を実現する方法としては、様々な方法が提案されているが、そのなかで、例えば、復号処理されたサンプリング周波数ＦｓのＰＣＭ信号に対して、Ｎ倍（Ｎは、Ｎ≧２である整数）のオーバーサンプリング処理を施し、そのオーバーサンプリング処理されたＮ×Ｆｓのサンプリング周波数のＰＣＭ信号に対して、帯域がＦｓ／２からＮ×Ｆｓ／２までの帯域成分を持つノイズ信号を付加することにより、帯域拡張を実現し高音質再生を実現する方法ある。この方法は、例えば、図２３に示すような構成を有する音声処理装置によって実現される。
【０００３】
この音声処理装置１００００は、デコード処理部１１００と、オーバーサンプリング部１２００と、拡張帯域生成部１３００と、バンドパスフィルタ１４００とで構成される。
【０００４】
デコード処理部１１００は、外部より入力される符号化されたオーディオストリームを復号しＰＣＭデータを生成する機能を有する。オーバーサンプリング部１２００は、デコード処理部１１００により復号処理されたＰＣＭデータを入力することでＮ倍のオーバーサンプリング処理を行ない、Ｎ倍にオーバーサンプリングされたＰＣＭデータを出力する。拡張帯域生成部１３００は、オーバーサンプリング部１２００によりオーバーサンプリング処理されたＰＣＭデータに対して帯域拡張成分を生成する機能を有する。バンドパスフィルタ１４００は、拡張帯域生成部１３００によって生成される帯域拡張成分に対して、Ｆｓ／２付近からＮ×Ｆｓ／２付近までの帯域の成分を通過させるフィルタである。
【０００５】
尚、ここでは、説明を容易にするために、デコード処理部１１００は、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ規格に対応するデコーダであり、本例ではＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ規格リニアＰＣＭに準じたオーディオビットストリームが入力された場合について説明する。ここで、入力されるオーディオビットストリームはサンプリング周波数が４８ＫＨｚとする。また、オーバーサンプリング部１２００は、デコード処理部１１００から出力されるサンプリング周波数４８ＫＨｚのＰＣＭデータに対し、各ＰＣＭデータ間に１サンプルずつ「０」データを挿入して、オーバーサンプリングを行い、アンチエリアジングフィルタによってノイズ除去を行うことで、サンプリング周波数９６ｋＨｚのＰＣＭデータを生成するものとする。また、拡張帯域生成部１３００は、オーバーサンプリング部１２００によりオーバーサンプリング処理された９６ｋＨｚのＰＣＭデータに基づいて、４８ｋＨｚ付近の成分までの高調波帯域拡張成分を生成する機能を有し、バンドパスフィルタ１４００は、拡張帯域生成部１３００によって生成される帯域拡張成分に対して、２４ｋＨｚ付近から４８ｋＨｚ未満の帯域を通過させるバンドパスフィルタであるものとする。
【０００６】
図２３に示すように、まず、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ規格のリニアＰＣＭによるオーディオビットストリームがデコード処理部１１００へ入力されると、デコード処理部１１００は、プライベートヘッダで示される符号化モードに基づくサンプリング周波数、チャンネルモード、量子化ビット長にてＰＣＭデータを生成し出力する。ここで生成されるＰＣＭデータは、サンプリング周波数が４８ｋＨｚであること、さらには入力ビットストリームデータが非圧縮であり可逆可能な符号化信号であることから、ナイキスト条件により最大２４ｋＨｚまでの帯域特性を持つことが可能な信号である。
【０００７】
次に、オーバーサンプリング部１２００は、デコード処理部１１００で生成されたＰＣＭデータに対して、各ＰＣＭデータ間に１サンプルずつ「０」データの挿入を行い、アンチエリアジングフィルタによってサンプリング周波数９６ｋＨｚのＰＣＭデータに変換する。このとき、ＰＣＭデータの帯域特性は、アンチエリアジングフィルタによってエイリアジングノイズが除去されるので、入力ＰＣＭデータと同様に２４ｋＨｚ以下である。
【０００８】
一方、拡張帯域生成部１３００は、オーバーサンプリング部１２００で処理されたサンプリング周波数９６ｋＨｚのＰＣＭデータに基づいて、４８ｋＨｚ付近の成分までの高調波で構成される帯域拡張成分を生成し出力する。ここで生成される帯域拡張成分のサンプリング周波数は、オーバーサンプリング部１２００で処理されたＰＣＭデータと同様に９６ｋＨｚである。拡張帯域生成部１３００で生成された帯域拡張成分は、バンドパスフィルタ１４００によって、２４ｋＨｚ付近からから４８ｋＨｚ未満の帯域に制限され、その出力データは、オーバーサンプリング部１２００で処理されたＰＣＭデータと加算されて、外部に出力される。
【０００９】
このような音声処理装置の場合、入力される符号化データが、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ規格のリニアＰＣＭによるオーディオストリームのように、非圧縮で可逆可能な符号化音声信号である場合は、帯域拡張成分としてナイキスト条件をもとに設計することが可能であり、上記のようにターゲットとする帯域拡張領域を固定的に設定することが可能でるため、効果的な帯域拡張効果が期待できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年急速に市場に普及されているＤＶＤ規格のオーディオ符号化信号をターゲットとした音声処理装置の場合は、デコード処理の対象となる符号化信号は、リニアＰＣＭに限らず、例えばドルビー社のドルビーディジタル符号化方式（ＡＣ３）やＭＰＥＧオーディオ規格などの様に、情報圧縮を伴う符号化信号の入力も想定される。しかも、これらの符号化方式は、基本的に、人間の聴覚特性やマスキング効果等をもとに情報圧縮された非可逆な符号化信号あり、エンコード前のソース音源がサンプリング周波数４８ｋＨｚのリニアＰＣＭの場合は、エンコード後は１０〜２０パーセントに圧縮される場合が多く、符号化前のソース音源に、ナイキスト条件（Ｆｓ／２）である２４ｋＨｚ付近に帯域成分が含まれる場合でも、符号化された時点で欠落してしまう場合がほとんどである。
【００１１】
こうした符号化信号が入力される場合は、上記のような音声処理装置では、デコード処理部１１００により復号化されたＰＣＭデータがナイキスト条件付近の帯域成分をほとんど含んでいない場合が多いため、たとえ上記のような帯域拡張処理を行ったとしても、周波数軸上で線形的な帯域拡張が行われないため、デコード処理部１１００により復号化されたＰＣＭデータの帯域上限からナイキスト周波数（Ｆｓ／２）付近までの帯域成分が欠落してしまうため、十分な帯域拡張効果が得られない。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、たとえ入力符号化信号の帯域特性がナイキスト周波数（Ｆｓ／２）以下で欠落してしまうような場合であっても、復号処理されるＰＣＭデータの性質に応じて帯域拡張を行い、高音質再生を実現することができる音声処理装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の音声処理装置は、符号化された音声信号を復号し再生する音声処理装置であって、外部から入力される符号化音声信号を復号しＰＣＭデータを生成するデコード処理部と、デコード処理部により復号処理されたＰＣＭデータに対して帯域拡張成分を生成する拡張帯域生成部と、拡張帯域生成部からの帯域拡張成分を入力とし、通過帯域を可変して出力する帯域可変バンドパスフィルタと、デコード処理部からのＰＣＭデータと帯域可変バンドパスフィルタからの出力データを加算する加算器と、デコード処理部より得られる前記符号化音声信号の復号情報を帯域判定情報として、帯域拡張成分に対する前記帯域可変バンドパスフィルタの通過帯域を決定する帯域判定部と、帯域判定部からの指示に応じて、帯域可変バンドパスフィルタの通過帯域の制御を行うバンドパスフィルタコントローラとを備えたことを特徴とする。
【００１９】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の音声処理装置は、符号化された音声信号を復号し再生する音声処理装置であって、外部から入力される符号化音声信号を復号しＰＣＭデータを生成するデコード処理部と、デコード処理部により復号処理されたＰＣＭデータに対してオーバーサンプリング処理を行うオーバーサンプリング部と、オーバーサンプリング部によりオーバーサンプリング処理されたＰＣＭデータに対して帯域拡張成分を生成する拡張帯域生成部と、拡張帯域生成部からの帯域拡張成分を入力とし、通過帯域を可変して出力する帯域可変バンドパスフィルタと、オーバーサンプリング部からの出力データと帯域可変バンドパスフィルタからの出力データを加算する加算器と、デコード処理部より得られる前記符号化音声信号の復号情報を帯域判定情報として、帯域拡張成分に対する帯域可変バンドパスフィルタの通過帯域を決定する帯域判定部と、帯域判定部からの指示に応じて、帯域可変バンドパスフィルタの通過帯域の制御を行うバンドパスフィルタコントローラとを備えたことを特徴とする。
【００２０】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第３の音声処理装置は、第１または第２の音声処理装置において、帯域判定部は、デコード処理部によって生成されるＰＣＭデータのスペクトル解析を行うスペクトルアナライザを含み、スペクトルアナライザの解析結果を帯域判定情報として帯域拡張成分に対する通過帯域を決定することを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、帯域可変バンドパスフィルタと、帯域判定部と、バンドパスフィルタコントローラとを設け、帯域判定部にスペクトルアナライザを設けることで、外部からのコントロールを必要とすることなく、自動的に拡張帯域をコントロールすることが可能となるので、その分良好な高音質再生を実現することができる。
【００２２】
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第４の音声処理装置は、第１または第２の音声処理装置において、デコード処理部は、符号化音声信号の補助情報の解析を行う補助情報解析部と、補助情報に基づいてスペクトルデータを生成するスペクトルデータ生成部と、スペクトルデータを変換しＰＣＭデータを生成するＰＣＭデータ生成部と、スペクトルデータ生成部で生成されるスペクトルデータのスペクトル情報を外部に送信するスペクトル情報送信部とを含み、帯域判定部は、スペクトル情報送信部から送信されるスペクトル情報を受信するスペクトル情報受信部を含み、スペクトル情報を帯域判定情報として帯域拡張成分に対する通過帯域を決定することを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、デコード処理部にスペクトル情報送信部を、帯域判定部にスペクトル情報受信部を設けることで、外部からのコントロールを必要とすることなく、自動的に拡張帯域をコントロールすることが可能である。更に、デコード処理部による復号処理で生成されるスペクトル情報を用いて帯域判定処理を実施しているため、帯域判定部にスペクトルアナライザを設ける必要がなく、帯域判定に要する処理量を削減することができる。
【００２４】
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第５の音声処理装置は、第１または第２の音声処理装置において、デコード処理部は、符号化音声信号の補助情報の解析を行う補助情報解析部と、補助情報に基づいて、サブバンドデータを生成するサブバンドデータ生成部と、サブバンドデータを帯域合成しＰＣＭデータを生成するＰＣＭデータ生成部と、サブバンドデータ生成部により生成されるサブバンドデータの振幅情報を外部に送信するサブバンド振幅情報送信部とを含み、帯域判定部は、サブバンド振幅情報送信部から送信されるサブバンド振幅情報を受信するサブバンド振幅情報受信部を含み、サブバンド振幅情報を帯域判定情報として帯域拡張成分に対する通過帯域を決定することを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、デコード処理部にサブバンド振幅情報送信部を、帯域判定部にサブバンド振幅情報受信部を設けることで、外部からのコントロールを必要とすることなく、自動的に拡張帯域をコントロールすることが可能である。更に、デコード処理部による復号処理で生成されるサブバンド振幅情報を用いて帯域判定処理を実施しているため、帯域判定部にスペクトルアナライザを設ける必要がなく、帯域判定に要する処理量を削減することができる。
【００２６】
【００２７】
【００２８】
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第６の音声処理装置は、第１または第２の音声処理装置において、デコード処理部は、符号化音声信号の補助情報の解析を行う補助情報解析部と、補助情報に基づいて、復号処理を行いＰＣＭデータを生成するデコードコア部と、補助情報解析部により抽出されるビットレート情報を外部に送信するビットレート情報送信部とを含み、前記帯域判定部は、前記ビットレート情報送信部から送信されるビットレート情報を受信するビットレート情報受信部と、特定のビットレート情報を前記ＰＣＭデータの特定の周波数特性に対応付けた第１のテーブルとを含み、前記第1のテーブルを用いて生成した前記帯域判定情報により前記帯域拡張成分に対する通過帯域を決定することを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、デコード処理部にビットレート情報送信部を、帯域判定部にビットレート情報受信部を設けることで、外部からのコントロールを必要とすることなく、自動的に拡張帯域をコントロールすることが可能である。また、デコード処理部による復号処理で生成されるビットレート情報を用いて帯域判定処理を実施しているため、帯域判定部にスペクトルアナライザを設ける必要がなく、帯域判定に要する処理量を削減することができる。更に、ビットレート情報を特定の周波数特性に対応付けることによって、固定ビットレートによるエンコードが行われている場合は、固定的に帯域拡張領域が設定されるので、比較的安定した帯域拡張処理が実現できる。
【００３０】
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第７の音声処理装置は、第６の音声処理装置において、デコード処理部は、前記補助情報解析部により抽出されるサンプリング周波数情報を外部に送信するサンプリング周波数情報送信部を含み、帯域判定部は、サンプリング周波数情報送信部から送信されるサンプリング周波数情報を受信するサンプリング周波数情報受信部と、サンプリング周波数情報およびビットレート情報の組み合わせにより帯域判定情報を生成する帯域判定情報生成部と、前記第１のテーブルの代わりに、特定のビットレート情報と特定のサンプリング周波数との組み合わせをポインタ情報として表わした第２のテーブルとを含み、前記帯域判定情報生成部が前記第２のテーブルを用いて生成した帯域判定情報により帯域拡張成分に対する通過帯域を決定することを特徴とする。
【００３１】
この構成によれば、デコード処理部にサンプリング周波数情報送信部を、また帯域判定部にサンプリング周波数情報受信部を設け、帯域判定部にサンプリング周波数情報およびビットレート情報の組み合わせにより帯域判定情報を生成する帯域判定情報生成部を設けることで、外部からのコントロールを必要とすることなく、サンプリング周波数とビットレートに応じて拡張帯域を自動的にコントロールすることが可能である。さらに、本構成の音声処理装置は、サンプリング周波数情報とビットレート情報を組み合わせて帯域判定処理を行うので、第６の音声処理装置と比較した場合、サンプリング周波数情報が加わる分、より正確な帯域判定を実現できる。
【００３２】
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第８の音声処理装置は、第７の音声処理装置において、デコード処理部は、前記補助情報解析部により抽出されるレイヤー情報を外部に送信するレイヤー情報送信部を含み、帯域判定部は、レイヤー情報送信部から送信されるレイヤー情報を受信するレイヤー情報受信部と、レイヤー情報、サンプリング周波数情報、およびビットレート情報の組み合わせにより帯域判定情報を生成する帯域判定情報生成部と、前記第２のテーブルの代わりに、特定のビットレート情報、特定のサンプリング周波数、特定のレイヤー情報の組み合わせをポインタ情報として表わした第３のテーブルとを含み、前記帯域判定情報生成部が前記第３のテーブルを用いて生成した帯域判定情報により帯域拡張成分に対する通過帯域を決定することを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、デコード処理部にレイヤー情報送信部を、帯域判定部にレイヤー情報受信部を、レイヤー情報、サンプリング周波数情報、およびビットレート情報の組み合わせにより帯域判定情報を生成する帯域判定情報生成部を設けることで、外部からのコントロールを必要とすることなく、レイヤー、サンプリング周波数、およびビットレートに応じて拡張帯域を自動的にコントロールすることが可能である。さらに、本構成の音声処理装置は、レイヤー情報、サンプリング周波数情報、およびビットレート情報を組み合わせて帯域判定処理を行うので、第７の音声処理装置と比較した場合、レイヤー情報が加わる分、より正確な帯域判定を実現できる。
【００３４】
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第９の音声処理装置は、第１から第８のいずれかの音声処理装置において、帯域判定部は、デコード処理部より送信される帯域判定情報の変化を自動的に平滑化する帯域判定スムージング部を備え、帯域判定スムージング部により平滑処理された帯域判定情報により帯域拡張成分に対する通過帯域を決定することを特徴とする。
【００３５】
この構成によれば、帯域判定スムージング部を設けることで、再生されるＰＣＭデータの周波数特性変化が急激な場合でも、帯域判定の揺らぎによる帯域拡張成分の音質変化を平滑することが可能となるので、結果として比較的安定した帯域拡張処理を実現することが可能となる。
【００３６】
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第１０の音声処理装置は、第１から第８のいずれかの音声処理装置において、帯域判定部における帯域判定処理の時間間隔を外部からの信号に応じて設定する帯域判定インターバル設定部を備えることを特徴とする。
【００３７】
この構成によれば、帯域判定インターバル設定部を設けることで、再生されるＰＣＭデータの特徴やユーザーの好み等に応じて、帯域拡張処理の追従性を調整することが可能となる。
【００３８】
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第１１の音声処理装置は、第３または第４の音声処理装置において、帯域判定部における帯域判定処理の各帯域に対するスペクトル情報の有無を判別するためのレベル閾値を外部からの信号に応じて設定する帯域判定スレッショルド設定部を備えることを特徴とする。
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第１２の音声処理装置は、第５の音声処理装置において、帯域判定部における帯域判定処理の各帯域に対するサブバンド振幅の有無を判別するためのレベル閾値を外部からの信号に応じて設定する帯域判定スレッショルド設定部を備えることを特徴とする。
【００３９】
この構成によれば、帯域判定スレッショルド設定部を設けることで、再生されるＰＣＭデータの特徴やユーザーの好み等に応じて、帯域拡張処理の拡張帯域を調整することが可能となる。
【００４０】
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第１３の音声処理装置は、第１から第１２のいずれかの音声処理装置において、デコード処理部は、少なくとも２種類以上の符号化方式のデコード処理に対応し、外部より指定されるデコーダ情報に基づいてデコード処理を切り換え、帯域判定部は、外部より指定されるデコーダ情報に応じて帯域判定処理を切り替えるデコーダ別帯域判定切り替え手段を含んで構成されることを特徴とする。
【００４１】
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第１４の音声処理装置は、第１３の音声処理装置において、帯域可変バンドパスフィルタに使用するフィルタ係数を格納したフィルタ係数テーブルを備え、デコーダ別帯域判定切り替え手段は、デコーダ毎に個別に帯域を指定するデコーダ別帯域判定情報指定テーブルであり、帯域判定部は、外部より指定されるデコーダ情報に応じてデコーダ別帯域判定情報指定テーブルより帯域判定を行い、バンドパスフィルタコンローラに対し、フィルタ係数テーブルのポインタ情報として帯域判定情報を送信することを特徴とする。
【００４２】
第１３および第１４の音声処理装置の構成によれば、デコーダ別帯域判定切り替え手段であるデコーダ別帯域判定情報指定テーブルを設けることで、異なる複数のデコード処理に対応した場合でもそれぞれのデコード処理に応じた帯域判定処理を行うことが可能となるので、その分、より最適な帯域拡張処理を自動的に実現することが容易となる。
【００４３】
さらに、第１４の音声処理装置の構成によれば、デコーダ別帯域判定情報指定テーブルとフィルタ係数テーブルとを分離して構成し、帯域判定情報をフィルタ係数テーブルのポインタ情報として利用することで、帯域判定処理が異なるデコーダ処理に応じた帯域判定処理の場合でもフィルタタップ係数を共用することが可能となるので、フィルタタップ係数を共用できる分、フィルタタップ係数にかかるメモリ資源を削減することが可能となる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る音声処理装置１０００の一構成例を示す回路ブロック図である。尚、本実施の形態では、ＭＰＥＧオーディオ規格符号化方式でエンコードされたオーディオ符号化信号を入力して音声信号に復号する場合について説明する。ＭＰＥＧオーディオ規格についての詳細は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２−３：１９９３及び１３８１８−３：１９９６に示されている。ここで入力されるオーディオビットストリームは、いずれの場合も、サンプリング周波数を４８ＫＨｚとする。
【００４６】
図１において、音声処理装置１０００は、デコード処理部１１００と、拡張帯域生成部１３００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００とで構成される。
【００４７】
デコード処理部１１００は、外部より入力されるオーディオストリームを復号しＰＣＭデータを生成するモジュールであり、少なくともＭＰＥＧオーディオ規格符号化方式でエンコードされたオーディオ符号化信号のデコード機能を有する。
【００４８】
拡張帯域生成部１３００は、デコード処理部１１００により復号処理されたＰＣＭデータに対して帯域拡張成分を生成する機能を有する。本実施の形態における拡張帯域生成部１３００は、サンプリング周波数４８ｋＨｚのＰＣＭデータに基づいて、２４ｋＨｚ付近の成分までの高調波を含む帯域拡張成分を生成し出力する。ここで生成される帯域拡張成分のサンプリング周波数は、デコード処理部１１００により復号処理されたＰＣＭデータと同様に４８ｋＨｚである。
【００４９】
帯域可変バンドパスフィルタ１５００は、拡張帯域生成部１３００によって生成される帯域拡張成分に対して、外部からのコントロールにより通過帯域の下限周波数を可変的に設定できるフィルタである。尚、本実施の形態では、通過帯域の下限周波数ＦｃＬをＦＬ１からＦＬ２（ＦＬ１＜ＦＬ２、ＦＬ２＜Ｆｓ／２）まで設定することが可能であり、通過帯域の上限周波数はＦｃＨ（ＦＬ２＜ＦｃＨ＜Ｆｓ／２）で固定されているものとする。
【００５０】
バンドパスフィルタコントローラ１６００は、外部からの指示に応じて帯域可変バンドパスフィルタ１５００の通過帯域の制御を行うコントローラである。尚、本実施の形態では、説明を容易にするため、バンドパスフィルタコントローラ１６００は、帯域可変バンドパスフィルタ１５００の通過帯域の下限周波数ＦｃＬをコントロールするものとし、ＦｃＬの可変範囲をＦＬ１からＦＬ２の間でコントロールできるよう設定されているものとする。
【００５１】
次に、このように構成された音声処理装置１０００における再生処理について、ＭＰＥＧオーディオ規格符号化方式でエンコードされたオーディオ符号化信号を入力して音声信号に復号する場合について説明する。
【００５２】
一般に、ＭＰＥＧオーディオ規格符号化方式でエンコードされたオーディオ符号化信号で構成されるオーディオビットストリームは、エンコード時に設定されるビットレート等の設定に応じて圧縮符号化処理が必須となるため、人間の聴覚特性やマスキング効果等に基づき情報圧縮されるので、エンコード前のソース音源がサンプリング周波数４８ｋＨｚのリニアＰＣＭの場合は、符号化前のソース音源に、ナイキスト条件（Ｆｓ／２）である２４ｋＨｚ付近の帯域成分が含まれる場合でも、符号化された時点で欠落してしまう。本実施の形態では、説明を容易にするため、エンコード時の圧縮符号化処理によって帯域特性が１６ｋＨｚ以下に劣化しているものとする。
【００５３】
この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータは、上記のエンコード条件から帯域特性が１６ｋＨｚ以下となる。
【００５４】
同様に、拡張帯域生成部１３００は、デコード処理部１１００で処理されたサンプリング周波数４８ｋＨｚのＰＣＭデータに基づいて、２４ｋＨｚ付近の成分までの高調波を含む帯域拡張成分を生成し出力する。ここで生成される帯域拡張成分のサンプリング周波数は、デコード処理部１１００で処理されたＰＣＭデータと同様に４８ｋＨｚである。
【００５５】
一方、バンドパスフィルタコントローラ１６００は、外部からの指示に応じて通過帯域の下限周波数ＦｃＬを可変的に調整する機能を有する。この場合は、外部から通過帯域の下限周波数ＦｃＬを１６ｋＨｚ付近に設定することで効果的な帯域拡張再生ができる。この時、帯域可変バンドパスフィルタ１５００では、通過帯域がＦＬ２からＦｃＨの範囲となるので、その通過成分とデコード処理部１１００から出力されるＰＣＭデータとを加算することで、１６ｋＨｚ付近までのソース音源の帯域に対し、線形的でより自然な帯域特性にて帯域拡張される。
【００５６】
もし、拡張帯域生成部１３００の出力に対するバンドパスフィルタ処理の下限周波数ＦｃＬが従来技術と同様に固定値であり、たとえば１８ｋＨｚ付近に設定されているとすれば、バンドパスフィルタからの出力とオーバーサンプリング部の出力との加算による出力信号の帯域特性は、１６ｋＨｚから１８ｋＨｚまでの帯域が欠落してしまうので、良好な高音質再生が行われたものとは言いがたい。また、下限周波数ＦｃＬが１２ｋＨｚ付近に設定されているとすれば、バンドパスフィルタからの出力とオーバーサンプリング部の出力との加算による出力信号の帯域特性は、１２ｋＨｚから１６ｋＨｚまでの帯域が重なってしまうことで余分な帯域信号を負荷することとなり、やはり良好な高音質再生が行われたものとは言いがたい。
【００５７】
しかし、本実施の形態によれば、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００を構成要素として導入することによって、拡張帯域をコントロールすることが可能となるので、その分良好な高音質再生を実現することができる。
【００５８】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図である。図２において、音声処理装置２０００は、デコード処理部１１００と、オーバーサンプリング部１２００と、拡張帯域生成部１３００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００とで構成される。
【００５９】
デコード処理部１１００、拡張帯域生成部１３００、帯域可変バンドパスフィルタ１５００、およびバンドパスフィルタコントローラ１６００はそれぞれ実施の形態１と同様の機能を有するものであるため、ここでの詳しい説明は省略する。
【００６０】
オーバーサンプリング部１２００は、デコード処理部１１００で復号処理されたＰＣＭデータを入力として、Ｎ倍のオーバーサンプリング処理を行ない、Ｎ倍にオーバーサンプリングされたＰＣＭデータを出力する。ここで、本実施の形態におけるオーバーサンプリング部１２００のオーバーサンプリング処理は、デコード処理部１１００から出力されるサンプリング周波数４８ＫＨｚのＰＣＭデータに対し、各ＰＣＭデータ間に１サンプルずつ「０」データを挿入し、オーバーサンプリングを行い、アンチエリアジングフィルタによってノイズ除去を行うことで、サンプリング周波数が９６ｋＨｚのＰＣＭデータを生成するものとする。
【００６１】
拡張帯域生成部１３００は、オーバーサンプリング部１２００によりオーバーサンプリング処理されたＰＣＭデータに対して帯域拡張成分を生成する機能を有する。本実施の形態における拡張帯域生成部１３００は、オーバーサンプリング部１２００で処理されたサンプリング周波数９６ｋＨｚのＰＣＭデータに基づいて、４８ｋＨｚ付近の成分までの高調波を含む帯域拡張成分を生成し出力する。ここで生成される帯域拡張成分のサンプリング周波数は、オーバーサンプリング部１２００で処理されたＰＣＭデータと同様に９６ｋＨｚである。
【００６２】
次に、このように構成された音声処理装置２０００における再生処理のうち、まず、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ規格リニアＰＣＭ方式に準じたサンプリング周波数が４８ｋＨｚのオーディオビットストリームが入力された場合について説明する。
【００６３】
一般に、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ規格リニアＰＣＭ方式に準じたオーディオビットストリームは、エンコード前のソース音源と同一のサンプリング周波数を有する場合、ソース音源に対して非圧縮によるエンコードが行われるため、ソース音源と同じ帯域特性であり、最大２４ｋＨｚ付近まで期待できる。
【００６４】
このような条件から、本実施の形態におけるデコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータは、ソース音源の帯域特性を忠実に再現することができる。この場合、ソース音源の周波数帯域がナイキスト条件である２４ｋＨｚ付近まで存在する場合は、復号されるＰＣＭデータの周波数特性も同様に２４ｋＨｚ付近まで存在する。
【００６５】
この場合、オーバーサンプリング部１２００は、デコード処理部１１００から出力されるＰＣＭデータに対してオーバーサンプリング処理を施すため、オーバーサンプリング処理後のＰＣＭデータはサンプリング周波数が９６ｋＨｚであり、帯域特性は入力されるＰＣＭデータとほぼ同様の帯域特性を有することになり、最大２４ｋＨｚ付近までの帯域が保持される。
【００６６】
また、拡張帯域生成部１３００は、オーバーサンプリング部１２００で処理されたサンプリング周波数９６ｋＨｚのＰＣＭデータに基づいて、４８ｋＨｚ付近の成分までの高調波を含む帯域拡張成分を生成し出力する。ここで生成される帯域拡張成分のサンプリング周波数は、オーバーサンプリング部１２００で処理されたＰＣＭデータと同様に９６ｋＨｚである。
【００６７】
一方、バンドパスフィルタコントローラ１６００に対しては、外部から通過帯域の下限周波数ＦｃＬを可変帯域の最高周波数であるＦＬ２（この場合は、２４ｋＨｚ付近）を指定することで効果的な帯域拡張再生ができる。この場合、帯域可変バンドパスフィルタ１５００では、通過帯域がＦＬ２からＦｃＨの範囲となるので、その通過成分とオーバーサンプリング部１２００から出力されるＰＣＭデータとを加算することで２４ｋＨｚ付近までのソース音源の帯域に対し、線形的でより自然な帯域特性にて帯域拡張されるので、高音質再生を実現することができる。
【００６８】
次に、ＭＰＥＧオーディオ規格符号化方式でエンコードされたオーディオ符号化信号を入力して音声信号に復号する場合について説明する。
【００６９】
一般に、ＭＰＥＧオーディオ規格符号化方式でエンコードされたオーディオ符号化信号で構成されるオーディオビットストリームは、エンコード時に設定されるビットレート等の設定に応じて圧縮符号化処理が必須となるため、人間の聴覚特性やマスキング効果等に基づき情報圧縮されるので、エンコード前のソース音源がサンプリング周波数４８ｋＨｚのリニアＰＣＭの場合は、符号化前のソース音源に、ナイキスト条件（Ｆｓ／２）である２４ｋＨｚ付近の帯域成分が含まれる場合でも、符号化された時点で欠落してしまう。本実施の形態では、説明を容易にするため、エンコード時の圧縮符号化処理によって帯域特性が１６ｋＨｚ以下に劣化しているものとする。
【００７０】
この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータは、上記のエンコード条件から帯域特性が１６ｋＨｚ以下となる。
【００７１】
同様に、オーバーサンプリング部１２００は、デコード処理部１１００から出力されるＰＣＭデータに対してオーバーサンプリング処理を施すため、オーバーサンプリング処理後のＰＣＭデータはサンプリング周波数が９６ｋＨｚであるが、帯域特性は入力されるＰＣＭデータとほぼ同様の帯域特性を有することになるので、オーバーサンプリング処理後のＰＣＭデータは１６ｋＨｚ以下のままである。
【００７２】
また、拡張帯域生成部１３００は、オーバーサンプリング部１２００で処理されたサンプリング周波数９６ｋＨｚのＰＣＭデータに基づいて、４８ｋＨｚ付近の成分までの高調波を含む帯域拡張成分を生成し出力する。ここで生成される帯域拡張成分のサンプリング周波数は、オーバーサンプリング部１２００で処理されたＰＣＭデータと同様に９６ｋＨｚである。
【００７３】
一方、バンドパスフィルタコントローラ１６００は、外部からの指示に応じて通過帯域の下限周波数ＦｃＬを可変的に調整する機能を有する。この場合は、外部から通過帯域の下限周波数ＦｃＬを１６ｋＨｚ付近に設定することで効果的な帯域拡張再生ができる。この時、帯域可変バンドパスフィルタ１５００では、通過帯域がＦＬ２からＦｃＨの範囲となるので、その通過成分とオーバーサンプリング部１２００から出力されるＰＣＭデータとを加算することで、１６ｋＨｚ付近までのソース音源の帯域に対し、線形的でより自然な帯域特性にて帯域拡張される。
【００７４】
もし、拡張帯域生成部１３００の出力に対するバンドパスフィルタ処理の下限周波数ＦｃＬが従来技術と同様に固定値であり、例えば、ナイキスト条件に従って２４ｋＨｚ付近に設定されているとすれば、バンドパスフィルタからの出力とオーバーサンプリング部の出力との加算による出力信号の帯域特性は、１６ｋＨｚから２４ｋＨｚまでの帯域が欠落してしまうので、良好な高音質再生が行われたものとは言いがたい。しかし、本実施の形態によれば、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００を構成要素として導入することによって、拡張帯域をコントロールすることが可能となるので、その分良好な高音質再生を実現することができる。
【００７５】
尚、本実施の形態ではオーバーサンプリング部１２００を含んで構成される場合について説明したが、オーバーサンプリング部を含まない場合においても、上限周波数ＦｃＨをデコード処理部１１００に対するナイキスト条件に従って２４ｋＨｚ付近を上限とすることで、上記の実施の形態に比べ拡張帯域は限定される以外は、同様の効果を得ることができる。しかもオーバーサンプリング部１２００を含まない場合は、オーバーサンプリング部の処理と構成が削除されるばかりか、デコード処理部１１００以降の処理するＰＣＭデータのサンプリング周波数がオーバーサンプリング部１２００を含む場合に比べると１／２になるので、その分処理量を削減できるので、特に低消費電力が求められるような小規模システムに実装する場合においてはより有効的である。
【００７６】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図である。図４において、音声処理装置４０００は、デコード処理部１１００と、オーバーサンプリング部１２００と、拡張帯域生成部１３００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００と、帯域判定部１７００とで構成される。
【００７７】
デコード処理部１１００、オーバーサンプリング部１２００、拡張帯域生成部１３００、および帯域可変バンドパスフィルタ１５００はそれぞれ実施の形態１と同様の機能を有するものであるため、ここでの詳しい説明は省略する。
【００７８】
帯域判定部１７００は、デコード処理部１１００からのＰＣＭデータの周波数分析により帯域判定を行い、バンドパスフィルタコントローラ１６００に帯域判定情報を送信する機能を有する。本実施の形態における帯域判定部１７００は、図５に示す音声処理装置５０００のように、内部にＰＣＭデータの周波数分析を行うスペクトルアナライザ１７１０を有する。
【００７９】
バンドパスフィルタコントローラ１６００は、帯域判定部１７００から送信される帯域判定情報に応じて、帯域可変バンドパスフィルタ１５００の通過帯域の制御を行うコントローラである。尚、本実施の形態では、実施の形態１の場合と同様に、バンドパスフィルタコントローラ１６００は、帯域可変バンドパスフィルタ１５００の通過帯域の下限周波数ＦｃＬをコントロールするものとし、ＦｃＬの可変範囲をＦＬ１からＦＬ２の間でコントロールできるよう設定されているものとする。
【００８０】
次に、このように構成された音声処理装置について、本実施の形態では、サンプリング周波数が４８ｋＨｚであるＭＰＥＧ１オーディオ規格の符号化方式でエンコードされたオーディオ符号化信号を入力して音声信号に復号する場合について説明する。尚、本実施の形態では、説明を容易にするため、エンコード時の圧縮符号化処理によって帯域特性が１６ｋＨｚ以下に劣化しているものとする。
【００８１】
この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータは、上記のエンコード条件から帯域特性が１６ｋＨｚ以下であり、オーバーサンプリング部１２００によるオーバーサンプリング処理、拡張帯域生成部１３００による帯域拡張成分の生成は、いずれも実施の形態１の場合と同様に実施されるので、詳しい説明は省略する。
【００８２】
帯域判定部１７００は、デコード処理部１１００からのＰＣＭデータに対して、スペクトルアナライザ１７１０（図５）を用いることによって周波数分析を行い、その分析結果からＰＣＭデータに対する帯域判定情報を生成し、バンドパスフィルタコントローラ１６００に対して帯域判定情報を送信する。
【００８３】
バンドパスフィルタコントローラ１６００は、帯域判定部１７００から通信される帯域判定情報に基づいて、帯域可変バンドパスフィルタ１５００の通過帯域の下限周波数ＦｃＬを可変的に調整する機能を有する。この場合は、帯域判定情報によって、通過帯域の下限周波数ＦｃＬが１６ｋＨｚ付近に自動的に設定される。この時、帯域可変バンドパスフィルタ１５００では、通過帯域がＦＬ２からＦｃＨの範囲となるので、その通過成分とオーバーサンプリング部１２００から出力されるＰＣＭデータとを加算することで、１６ｋＨｚ付近までのソース音源の帯域に対し、線形的でより自然な帯域特性にて帯域拡張される。
【００８４】
このように、本実施の形態によれば、帯域判定部１７００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００とを構成要素として導入することによって、拡張帯域をコントロールすることが可能となるので、その分良好な高音質再生を実現することができる。しかも、帯域判定部１７００内部にはスペクトルアナライザ１７１０含まれるため、外部からのコントロールを必要とすることなく、自動的に拡張帯域をコントロールすることが可能である。
【００８５】
尚、本実施の形態ではオーバーサンプリング部１２００を含んで構成される場合について説明したが、図３に示す音声処理装置３０００のように、オーバーサンプリング部を含まない場合においても、実装の形態２と同様、上限周波数ＦｃHをデコード処理部１１００に対するナイキスト条件に従って２４ｋＨｚ付近を上限とすることで、上記の実施の形態に比べ拡張帯域は限定される以外は、同様の効果を得ることができる。
【００８６】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図である。図６において、音声処理装置６０００は、実施の形態３の場合と同様に、デコード処理部１１００と、オーバーサンプリング部１２００と、拡張帯域生成部１３００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００と、帯域判定部１７００とで構成される。
【００８７】
本実施の形態が実施の形態３の場合と異なる点は、デコード処理部１１００および帯域判定部１７００が、図７に示されるような構成になっている点にある。
【００８８】
図７において、デコード処理部１１００は、補助情報解析部１１１０と、スペクトルデータ生成部１１２０と、ＰＣＭデータ生成部１１３０と、スペクトル情報送信部１１４０とを含んで構成される。
【００８９】
補助情報解析部１１１０は、入力符号化信号の復号情報となる補助情報の解析を行うブロックであり、例えば、ＭＰＥＧオーディオ規格に準ずる符号化信号に対しては、ストリームヘッダ情報（サンプリング周波数情報、ビットレート情報、レイヤー情報など）の解析や復号情報（各オーディオ量子化データのビット割付情報や、逆量子化処理のためのスケールファクタなど）の抽出を行うブロックである。
【００９０】
スペクトルデータ生成部１１２０は、補助情報解析部１１１０によって抽出される補助情報に基づいて、スペクトルデータを生成するブロックであり、例えば量子化オーディオサンプルの切り出しや逆量子化処理等により、スペクトル情報を生成する機能を有する。
【００９１】
ＰＣＭデータ生成部１１３０は、スペクトルデータからＰＣＭデータを生成するブロックであり、各スペクトル情報に対してＩＭＤＣＴ（逆変形離散コサイン変換）処理やポリフェーズフィルタバンク方式等による処理を行うことによって、スペクトルデータをＰＣＭデータに変換する機能を有する。
【００９２】
また、スペクトル情報送信部１１４０は、スペクトルデータ生成部１１２０で生成されるスペクトルデータのスペクトル情報を外部に送信する機能を有する。
【００９３】
帯域判定部１７００は、デコード処理部１１００内部のスペクトル情報送信部１１４０から送信されるスペクトル情報を受信するスペクトル情報受信部１７２０を含んで構成される。
【００９４】
次に、このように構成された音声処理装置について、本実施の形態では、サンプリング周波数が４８ｋＨｚであるＭＰＥＧ１オーディオ規格の符号化方式でエンコードされたオーディオ符号化信号を入力して音声信号に復号する場合について説明する。尚、本実施の形態では、説明を容易にするため、上記符号化方式はＭＰＥＧ１オーディオ規格のうち、レイヤー３で符号化されたビットストリームであるとし、更にエンコード時の圧縮符号化処理によって帯域特性が１６ｋＨｚ以下に劣化しているものとする。
【００９５】
この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００に、ＭＰＥＧ１オーディオ規格レイヤー３によって符号化されたオーディオ符号化信号が入力されると、まず、補助情報解析部１１１０にて、入力符号化信号の復号情報となる補助情報の解析を行う。次に、スペクトルデータ生成部１１２０では、補助情報解析部１１１０で解析されたストリームヘッダ情報と復号情報に基づいて、ハフマン符号化されたオーディオ量子化信号の読み込み、更にオーディオ量子化信号の逆量子化処理を行うことによって、スペクトルデータの生成を行う。このとき、スペクトルデータ生成部１１２０では、スペクトル信号を出力するとともに、スペクトルデータのスペクトル情報をスペクトル情報送信部１１４０へ出力する。更に、スペクトル情報送信部１１４０は、スペクトル情報の送信を帯域判定部１７００に対して実施する。
【００９６】
ＰＣＭデータ生成部１１３０は、スペクトルデータ生成部１１２０から出力されるスペクトルデータに対してＩＭＤＣＴ処理により、３２個のサブバンド信号を生成し、更に帯域合成演算によってＰＣＭデータを生成する。
【００９７】
この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータは、上記のエンコード条件から帯域特性が１６ｋＨｚ以下であり、オーバーサンプリング部１２００によるオーバーサンプリング処理、拡張帯域生成部１３００による帯域拡張成分の生成は、いずれも実施の形態２及び３の場合と同様に実施されるので、詳しい説明は省略する。
【００９８】
帯域判定部１７００は、デコード処理部１１００のスペクトル情報送信部１１４０から送信されるスペクトル情報を内部のスペクトル情報受信部１７２０で受け取り、スペクトル情報から帯域判定情報を生成し、バンドパスフィルタコントローラ１６００に対して帯域判定情報を送信する。
【００９９】
以降は、実施の形態３の場合と同様に、バンドパスフィルタコントローラ１６００にて、帯域判定部１７００から通信される帯域判定情報に基づいて、通過帯域の下限周波数ＦｃＬを可変的に調整を行い、帯域可変バンドパスフィルタ１５００の通過帯域をコントロールし、１６ｋＨｚ以上の帯域成分が拡張帯域信号として、オーバーサンプリング部１２００から出力されるＰＣＭデータと加算される。このようにして、１６ｋＨｚ付近までのソース音源の帯域に対し、線形的でより自然な帯域特性にて帯域拡張処理が実現される。
【０１００】
このように、本実施の形態によれば、帯域判定部１７００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００とを構成要素として導入することによって、拡張帯域をコントロールすることが可能となるので、その分良好な高音質再生を実現することができる。
【０１０１】
しかも、デコード処理部１１００にスペクトル情報送信部１１４０を、帯域判定部１７００にスペクトル情報受信部１７２０を設けることで、外部からのコントロールを必要とすることなく、自動的に拡張帯域をコントロールすることが可能である。
【０１０２】
更に、本実施の形態では、デコード処理部１１００による復号処理で生成されるスペクトル情報を用いて帯域判定処理を実施しているため、実施の形態３の場合のようにスペクトルアナライザ１７１０を新たに用いて帯域判定情報を生成しているわけではないので、帯域判定に要する処理量を削減することができる。
【０１０３】
尚、本実施の形態ではオーバーサンプリング部１２００を含んで構成される場合について説明したが、オーバーサンプリング部を含まない場合においても、実装の形態２及び３と同様、上限周波数ＦｃHをデコード処理部１１００に対するナイキスト条件に従って２４ｋＨｚ付近を上限とすることで、上記の実施の形態に比べ拡張帯域は限定される以外は、同様の効果を得ることができる。
【０１０４】
（実施の形態５）
図８は、本発明の実施の形態５に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図である。図８において、音声処理装置７０００は、実施の形態３及び４の場合と同様に、デコード処理部１１００と、オーバーサンプリング部１２００と、拡張帯域生成部１３００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００と、帯域判定部１７００とで構成される。
【０１０５】
本実施の形態が実施の形態３及び４の場合と異なる点は、デコード処理部１１００および帯域判定部１７００が、図９で示されるような構成になっている点にある。
【０１０６】
図９において、デコード処理部１１００は、補助情報解析部１１１０と、サブバンドデータ生成部１１５０と、ＰＣＭデータ生成部１１３０と、サブバンド振幅情報送信部１１６０とを含んで構成される。
【０１０７】
補助情報解析部１１１０は、実施の形態４の場合と同様に、入力符号化信号の復号情報となる補助情報の解析を行うブロックであり、例えば、ＭＰＥＧオーディオ規格に準ずる符号化信号に対しては、ストリームヘッダ情報（サンプリング周波数情報、ビットレート情報、レイヤー情報など）の解析や復号情報（各オーディオ量子化データのビット割付情報や、逆量子化処理のためのスケールファクタなど）の抽出を行うブロックである。
【０１０８】
サブバンドデータ生成部１１５０は、補助情報解析部１１１０によって抽出される補助情報に基づいて、サブバンドデータを生成するブロックであり、例えば量子化オーディオサンプルの抽出と逆量子化処理等により、サブバンドデータを生成する機能を有する。
【０１０９】
ＰＣＭデータ生成部１１３０は、サブバンドデータからＰＣＭデータを生成するブロックであり、各サブバンド信号に対してポリフェーズフィルタバンク方式等の帯域合成処理を行うことによって、サブバンドデータをＰＣＭデータに変換する機能を有する。
【０１１０】
また、サブバンド振幅情報送信部１１６０は、サブバンドデータ生成部１１５０で生成される各帯域のサブバンドデータの振幅情報を外部に送信する機能を有する。
【０１１１】
帯域判定部１７００は、デコード処理部１１００内部のサブバンド振幅情報送信部１１６０から送信されるサブバンドデータの振幅情報を受信するサブバンド振幅情報受信部１７３０を含んで構成される。
【０１１２】
次に、このように構成された音声処理装置について、本実施の形態では、サンプリング周波数が４８ｋＨｚであるＭＰＥＧ１オーディオ規格の符号化方式でエンコードされたオーディオ符号化信号を入力して音声信号に復号する場合について説明する。尚、本実施の形態では、説明を容易にするため、上記符号化方式はＭＰＥＧ１オーディオ規格のうち、レイヤー２で符号化されたビットストリームであるとし、更にエンコード時の圧縮符号化処理によって帯域特性が１６ｋＨｚ以下に劣化しているものとする。
【０１１３】
この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００に、ＭＰＥＧ１オーディオ規格レイヤー２によって符号化されたオーディオ符号化信号が入力されると、まず、補助情報解析部１１１０にて、入力符号化信号の復号情報となる補助情報の解析を行う。次に、サブバンドデータ生成部１１５０では、補助情報解析部１１１０で解析されたストリームヘッダ情報と復号情報に基づいて、オーディオ量子化信号の抽出と、該オーディオ量子化信号の逆量子化処理を行うことによって、３２個のサブバンドデータを生成する。このとき、サブバンドデータ生成部１１５０では、サブバンドデータを出力するとともに、３２個のサブバンドデータの振幅情報をサブバンド振幅情報送信部１１６０へ出力する。更に、サブバンド振幅情報送信部１１６０は、サブバンドデータの振幅情報の送信を帯域判定部１７００に対して実施する。
【０１１４】
ＰＣＭデータ生成部１１３０は、サブバンドデータ生成部１１５０から出力される３２個のサブバンドデータに対して帯域合成処理を施し、ＰＣＭデータを生成する。
【０１１５】
この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータは、上記のエンコード条件から帯域特性が１６ｋＨｚ以下であり、オーバーサンプリング部１２００によるオーバーサンプリング処理、拡張帯域生成部１３００による帯域拡張成分の生成は、いずれも実施の形態２から４の場合と同様に実施されるので、詳しい説明は省略する。
【０１１６】
帯域判定部１７００では、デコード処理部１１００のサブバンド振幅情報送信部１１６０から送信されるサブバンド振幅情報を内部のサブバンド振幅情報受信部１７３０で受け取り、サブバンド振幅情報から帯域判定情報を生成し、バンドパスフィルタコントローラ１６００に対して帯域判定情報を送信し、以降は実施の形態４の場合と同様の動作が実施される。
【０１１７】
このように、本実施の形態によれば、帯域判定部１７００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００とを構成要素として導入することによって、拡張帯域をコントロールすることが可能となるので、その分良好な高音質再生を実現することができる。
【０１１８】
しかも、デコード処理部１１００にサブバンド振幅情報送信部１１６０を、帯域判定部１７００にサブバンド振幅情報受信部１７３０を設けることで、外部からのコントロールを必要とすることなく自動的に拡張帯域をコントロールすることが可能である。
【０１１９】
更に、本実施の形態では、デコード処理部１１００による復号処理で生成されるサブバンド振幅情報を用いて帯域判定処理を実施しているため、実施の形態３の場合のようにスペクトルアナライザを新たに用いて帯域判定情報を生成しているわけではないので、帯域判定に要する処理量を削減することができる。
【０１２０】
尚、本実施の形態ではオーバーサンプリング部１２００を含んで構成される場合について説明したが、オーバーサンプリング部を含まない場合においても、実装の形態２から４と同様、上限周波数ＦｃHをデコード処理部１１００に対するナイキスト条件に従って２４ｋＨｚ付近を上限とすることで、上記の実施例に比べ拡張帯域は限定される以外は、同様の効果を得ることができる。
【０１２１】
【０１２２】
【０１２３】
【０１２４】
【０１２５】
【０１２６】
【０１２７】
【０１２８】
【０１２９】
【０１３０】
【０１３１】
【０１３２】
【０１３３】
【０１３４】
【０１３５】
【０１３６】
【０１３７】
（実施の形態６）
図１０は、本発明の実施の形態６に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図である。図１０において、音声処理装置９０００は、実施の形態３から５の場合と同様に、デコード処理部１１００と、オーバーサンプリング部１２００と、拡張帯域生成部１３００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００と、帯域判定部１７００とで構成される。
【０１３８】
本実施の形態が実施の形態３から６の場合と異なる点は、デコード処理部１１００および帯域判定部１７００が、図１１に示されるような構成になっている点にある。
【０１３９】
図１１において、デコード処理部１１００は、補助情報解析部１１１０と、デコードコア部１１７０と、ビットレート情報送信部１１９０とを含んで構成される。
【０１４０】
補助情報解析部１１１０は、実施の形態４から６の場合と同様に、入力符号化信号の復号情報となる補助情報の解析を行うブロックであり、例えば、ＭＰＥＧオーディオ規格に準ずる符号化信号に対しては、ストリームヘッダ情報（サンプリング周波数情報、ビットレート情報、レイヤー情報など）の解析や復号情報（各オーディオ量子化データのビット割付情報や、逆量子化処理のためのスケールファクタなど）の抽出を行うブロックであり、少なくともビットレート情報の抽出と、ビットレート情報送信部１１９０への出力とを行う。
【０１４１】
デコードコア部１１７０は、実施の形態６の場合と同様に、補助情報解析部１１１０によって抽出される補助情報に基づいて、復号処理を行いＰＣＭデータを生成する。
【０１４２】
また、ビットレート情報送信部１１９０は、補助情報解析部１１１０で生成されるビットレート情報を外部に送信する機能を有する。
【０１４３】
帯域判定部１７００は、デコード処理部１１００内部のビットレート情報送信部１１９０から送信されるビットレート情報を受信するビットレート情報受信部１７５０を含んで構成される。
【０１４４】
次に、このように構成された音声処理装置について、本実施の形態では、サンプリング周波数が４８ｋＨｚであるＭＰＥＧ１オーディオ規格の符号化方式でエンコードされたオーディオ符号化信号を入力して音声信号に復号する場合について説明する。
【０１４５】
この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００に、ＭＰＥＧ１オーディオ規格レイヤー２によって符号化されたオーディオ符号化信号が入力されると、まず、補助情報解析部１１１０にて、入力符号化信号の復号情報となる補助情報の解析を行う。このとき、補助情報解析部１１１０では、少なくともビットレート情報の抽出と、ビットレート情報送信部１１９０への出力とが実施される。
【０１４６】
次に、デコードコア部１１７０は、補助情報解析部１１１０によって抽出される補助情報に基づいて、復号処理を行いＰＣＭデータを生成する。
【０１４７】
この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータは、上記のエンコード条件から帯域特性が１６ｋＨｚ以下であり、オーバーサンプリング部１２００によるオーバーサンプリング処理、拡張帯域生成部１３００による帯域拡張成分の生成は、いずれも実施の形態２〜６の場合と同様に実施されるので、詳しい説明は省略する。
【０１４８】
帯域判定部１７００では、デコード処理部１１００のビットレート情報送信部１１９０から送信されるビットレート情報を内部のビットレート情報受信部１７５０で受け取り、ビットレート情報から帯域判定情報を生成し、バンドパスフィルタコントローラ１６００に対して帯域判定情報を送信し、以降は、実施の形態４の場合と同様の動作が実施される。
【０１４９】
尚、ビットレート情報と復号処理されるＰＣＭデータの周波数特性は、一般的に、ビットレートが大きくなるにつれて周波数レンジが広くなる傾向になるが、必ずしも特定のビットレートに対して特定の周波数特性のレンジが定義されるわけではない。しかし、特定のビットレート情報に対して、特定の周波数特性への対応付けを行うことによって、例えば、固定ビットレートによるエンコードが行われている場合は、固定的に帯域拡張領域が設定されるので、比較的安定した帯域拡張処理が施されることとなる。
【０１５０】
このように、本実施の形態によれば、帯域判定部１７００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００とを構成要素として導入することによって、拡張帯域をコントロールすることが可能となるので、その分良好な高音質再生を実現することができる。
【０１５１】
しかも、デコード処理部１１００にビットレート情報送信部１１９０を、帯域判定部１７００にビットレート情報受信部１７５０を設けることで、外部からのコントロールを必要とすることなく、自動的に拡張帯域をコントロールすることが可能である。
【０１５２】
更に、本実施の形態では、デコード処理部による復号処理で生成されるビットレート情報を用いて帯域判定処理を実施しているため、実施の形態３の場合のようにスペクトルアナライザを新たに用いて帯域判定情報を生成しているわけではないので、帯域判定に要する処理量を削減することができる。
【０１５３】
また、上記のように、ビットレート情報を特定の周波数特性に対応付けることによって、固定ビットレートによるエンコードが行われている場合は、固定的に帯域拡張領域が設定されるので、比較的安定した帯域拡張処理が実現できる。
【０１５４】
尚、本実施の形態ではオーバーサンプリング部１２００を含んで構成される場合について説明したが、オーバーサンプリング部を含まない場合においても、実装の形態２から６と同様、上限周波数ＦｃＨをデコード処理部１１００に対するナイキスト条件に従って２４ｋＨｚ付近を上限とすることで、上記の実施の形態に比べ拡張帯域は限定される以外は、同様の効果を得ることができる。
【０１５５】
（実施の形態７）
図１２は、本発明の実施の形態７に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図である。図１２において、音声処理装置９１００は、実施の形態３から６の場合と同様に、デコード処理部１１００と、オーバーサンプリング部１２００と、拡張帯域生成部１３００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００と、帯域判定部１７００とで構成される。
【０１５６】
本実施の形態が実施の形態３から６の場合と異なる点は、デコード処理部１１００および帯域判定部１７００が、図１３に示されるような構成になっている点にある。
【０１５７】
図１３において、デコード処理部１１００は、補助情報解析部１１１０と、デコードコア部１１７０と、ビットレート情報送信部１１９０と、サンプリング周波数情報送信部１１９１とを含んで構成される。
【０１５８】
補助情報解析部１１１０は、実施の形態４から７の場合と同様に、入力符号化信号の復号情報となる補助情報の解析を行うブロックであり、例えば、ＭＰＥＧオーディオ規格に準ずる符号化信号に対しては、ストリームヘッダ情報（サンプリング周波数情報、ビットレート情報、レイヤー情報など）の解析や復号情報（各オーディオ量子化データのビット割付情報や、逆量子化処理のためのスケールファクタなど）の抽出を行うブロックであり、少なくともビットレート情報の抽出と、ビットレート情報送信部１１９０への出力とを行う。
【０１５９】
デコードコア部１１７０は、実施の形態６の場合と同様に、補助情報解析部１１１０によって抽出される補助情報に基づいて、復号処理を行いＰＣＭデータを生成する。
【０１６０】
また、ビットレート情報送信部１１９０は、実施の形態６の場合と同様に、補助情報解析部１１１０で生成されるビットレート情報を外部に送信する機能を有する。
【０１６１】
また、サンプリング周波数情報送信部１１９１は、補助情報解析部１１１０で生成されるサンプリング周波数情報を外部に送信する機能を有する。
【０１６２】
帯域判定部１７００は、デコード処理部１１００内部のビットレート情報送信部１１９０から送信されるビットレート情報を受信するビットレート情報受信部１７５０と、デコード処理部１１００内部のサンプリング周波数情報送信部１１９１から送信されるサンプリング周波数情報を受信するサンプリング周波数情報受信部１７６０と、帯域判定情報生成部１７７０とを含んで構成される。
【０１６３】
ビットレート情報受信部１７５０は、実施の形態６の場合と同様に、補助情報解析部１１１０で生成されるビットレート情報を受信する機能を有する。
【０１６４】
また、サンプリング周波数情報受信部１７６０は、補助情報解析部１１１０で生成されるサンプリング周波数情報を受信する機能を有する。
【０１６５】
また、帯域判定情報生成部１７７０は、ビットレート情報受信部１７５０に送信されるビットレート情報と、サンプリング周波数情報受信部１７６０に送信されるサンプリング周波数情報との組み合わせから最適な帯域判定情報を生成するものであり、たとえばビットレート情報、サンプリング周波数の組み合わせをポインタ情報として帯域判定情報をテーブル化することで実現される。
【０１６６】
次に、このように構成された音声処理装置について、本実施の形態では、サンプリング周波数が４８ｋＨｚであるＭＰＥＧ１オーディオ規格の符号化方式でエンコードされたオーディオ符号化信号を入力して音声信号に復号する場合について説明する。
【０１６７】
この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００に、ＭＰＥＧ１オーディオ規格レイヤー２によって符号化されたオーディオ符号化信号が入力されると、まず、補助情報解析部１１１０にて、入力符号化信号の復号情報となる補助情報の解析を行う。このとき、補助情報解析部１１１０では、少なくともビットレート情報の抽出と、ビットレート情報送信部１１９０への出力、サンプリング周波数情報の抽出と、サンプリング情報送信部１１９１への出力とが実施される。
【０１６８】
次に、デコードコア部１１７０は、補助情報解析部１１１０によって抽出される補助情報に基づいて、復号処理を行いＰＣＭデータを生成する。
【０１６９】
この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータは、上記のエンコード条件から帯域特性が１６ｋＨｚ以下であり、オーバーサンプリング部１２００によるオーバーサンプリング処理、拡張帯域生成部１３００による帯域拡張成分の生成は、いずれも実施の形態２〜７の場合と同様に実施されるので、詳しい説明は省略する。
【０１７０】
帯域判定部１７００では、デコード処理部１１００のビットレート情報送信部１１９０から送信されるビットレート情報を内部のビットレート情報受信部１７５０で受け取り、同様にサンプリング情報送信部１１９１から送信されるサンプリング周波数情報を内部のサンプリング周波数情報受信部１７６０で受け取る。
【０１７１】
次に、帯域判定情報生成部１７７０は、ビットレート情報受信部１７５０に送信されるビットレート情報と、サンプリング周波数情報受信部１７６０に送信されるサンプリング周波数情報との組み合わせから最適な帯域判定情報を生成し、バンドパスフィルタコントローラ１６００に対して帯域判定情報を送信し、以降は、実施の形態４の場合と同様の動作が実施される。
【０１７２】
尚、ビットレート情報と復号処理されるＰＣＭデータの周波数特性は、一般的に、ビットレートが大きくなるにつれて周波数レンジが広くなる傾向になるが、必ずしも特定のビットレートに対して特定の周波数特性のレンジが定義されるわけではない。しかし、特定のビットレート情報に対して、特定の周波数特性への対応付けを行うことによって、例えば、固定ビットレートによるエンコードが行われている場合は、固定的に帯域拡張領域が設定されるので、比較的安定した帯域拡張処理が施されることとなる。
【０１７３】
しかも、本実施の形態では、サンプリング周波数情報もあわせて帯域判定情報を生成するので、ビットレート情報のみの帯域判定処理の場合よりもさらに最適な帯域判定が可能となる。
【０１７４】
このように、本実施の形態によれば、帯域判定部１７００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００とを構成要素として導入することによって、拡張帯域をコントロールすることが可能となるので、その分良好な高音質再生を実現することができる。
【０１７５】しかも、デコード処理部１１００にビットレート情報送信部１１９０およびサンプリング周波数情報送信部１１９１を設け、また帯域判定部１７００にビットレート情報受信部１７５０、サンプリング周波数情報受信部１７６０、および帯域判定情報生成部１７７０を設けることで、外部からのコントロールを必要とすることなく、自動的に拡張帯域をコントロールすることが可能である。
【０１７６】
更に、本実施の形態では、デコード処理部による復号処理で生成されるビットレート情報とサンプリング周波数情報を用いて帯域判定処理を実施しているため、実施の形態３の場合のようにスペクトルアナライザを新たに用いて帯域判定情報を生成しているわけではないので、帯域判定に要する処理量を削減することができる。
【０１７７】
また、上記のように、ビットレート情報を特定の周波数特性に対応付けることによって、固定ビットレートによるエンコードが行われている場合は、固定的に帯域拡張領域が設定されるので、比較的安定した帯域拡張処理が実現できる。
【０１７８】
尚、本実施の形態ではオーバーサンプリング部１２００を含んで構成される場合について説明したが、オーバーサンプリング部を含まない場合においても、実装の形態２から７と同様、上限周波数ＦｃHをデコード処理部１１００に対するナイキスト条件に従って２４ｋＨｚ付近を上限とすることで、上記の実施の形態に比べ拡張帯域は限定される以外は、同様の効果を得ることができる。
【０１７９】
（実施の形態８）
図１４は、本発明の実施の形態９に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図である。図１４において、音声処理装置９２００は、実施の形態３から８の場合と同様に、デコード処理部１１００と、オーバーサンプリング部１２００と、拡張帯域生成部１３００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００と、帯域判定部１７００とで構成される。
【０１８０】
本実施の形態が実施の形態３から７の場合と異なる点は、デコード処理部１１００および帯域判定部１７００が、図１５に示されるような構成になっている点にある。
【０１８１】
図１５において、デコード処理部１１００は、補助情報解析部１１１０と、デコードコア部１１７０と、ビットレート情報送信部１１９０と、サンプリング周波数情報送信部１１９１と、レイヤー情報送信部１１９２とを含んで構成される。
【０１８２】
補助情報解析部１１１０は、実施の形態４から８の場合と同様に、入力符号化信号の復号情報となる補助情報の解析を行うブロックであり、例えば、ＭＰＥＧオーディオ規格に準ずる符号化信号に対しては、ストリームヘッダ情報（サンプリング周波数情報、ビットレート情報、レイヤー情報など）の解析や復号情報（各オーディオ量子化データのビット割付情報や、逆量子化処理のためのスケールファクタなど）の抽出を行うブロックであり、少なくともビットレート情報の抽出と、ビットレート情報送信部１１９０への出力とを行う。
【０１８３】
デコードコア部１１７０は、実施の形態６および７の場合と同様に、補助情報解析部１１１０によって抽出される補助情報に基づいて、復号処理を行いＰＣＭデータを生成する。
【０１８４】
また、ビットレート情報送信部１１９０は、実施の形態６の場合と同様に、補助情報解析部１１１０で生成されるビットレート情報を外部に送信する機能を有する。
【０１８５】
また、サンプリング周波数情報送信部１１９１は、補助情報解析部１１１０で生成されるサンプリング周波数情報を外部に送信する機能を有する。
【０１８６】
また、レイヤー情報送信部１１９２は、補助情報解析部１１１０で生成されるレイヤー情報を外部に送信する機能を有する。
【０１８７】
帯域判定部１７００は、デコード処理部１１００内部のビットレート情報送信部１１９０から送信されるビットレート情報を受信するビットレート情報受信部１７５０と、デコード処理部１１００内部のサンプリング周波数情報送信部１１９１から送信されるサンプリング周波数情報を受信するサンプリング周波数情報受信部１７６０と、デコード処理部１１００内部のレイヤー情報送信部１１９２から送信されるレイヤー情報を受信するレイヤー情報受信部１７８０と、帯域判定情報生成部１７７０とを含んで構成される。
【０１８８】
ビットレート情報受信部１７５０は、実施の形態６の場合と同様に、補助情報解析部１１１０で生成されるビットレート情報を受信する機能を有する。
【０１８９】
また、サンプリング周波数情報受信部１７６０は、補助情報解析部１１１０で生成されるサンプリング周波数情報を受信する機能を有する。
【０１９０】
また、レイヤー情報受信部１７８０は、補助情報解析部１１１０で生成されるレイヤー情報を受信する機能を有する。
【０１９１】
また、帯域判定情報生成部１７７０は、ビットレート情報受信部１７５０に送信されるビットレート情報と、サンプリング周波数情報受信部１７６０に送信されるサンプリング周波数情報と、レイヤー情報受信部１７８０に送信されるレイヤー情報との組み合わせから最適な帯域判定情報を生成するものであり、例えばビットレート情報、サンプリング周波数、レイヤー情報の組み合わせをポインタ情報として帯域判定情報をテーブル化することで実現される。
【０１９２】
次に、このように構成された音声処理装置について、本実施の形態では、サンプリング周波数が４８ｋＨｚであるＭＰＥＧ１オーディオ規格の符号化方式でエンコードされたオーディオ符号化信号を入力して音声信号に復号する場合について説明する。
【０１９３】
この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００に、ＭＰＥＧ１オーディオ規格レイヤー２によって符号化されたオーディオ符号化信号が入力されると、まず、補助情報解析部１１１０にて、入力符号化信号の復号情報となる補助情報の解析を行う。このとき、補助情報解析部１１１０では、少なくともビットレート情報の抽出と、ビットレート情報送信部１１９０への出力、サンプリング周波数情報の抽出と、サンプリング情報送信部１１９１への出力、レイヤー情報の抽出と、レイヤー情報送信部１１９２への出力とが実施される。
【０１９４】
次に、デコードコア部１１７０は、補助情報解析部１１１０によって抽出される補助情報に基づいて、復号処理を行いＰＣＭデータを生成する。
【０１９５】
この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータは、上記のエンコード条件から帯域特性が１６ｋＨｚ以下であり、オーバーサンプリング部１２００によるオーバーサンプリング処理、拡張帯域生成部１３００による帯域拡張成分の生成は、いずれも実施の形態２〜６の場合と同様に実施されるので、詳しい説明は省略する。
【０１９６】
帯域判定部１７００では、デコード処理部１１００のビットレート情報送信部１１９０から送信されるビットレート情報を内部のビットレート情報受信部１７５０で受け取り、サンプリング周波数情報送信部１１９１から送信されるサンプリング周波数情報を内部のサンプリング周波数情報受信部１７６０で受け取り、同様にレイヤー情報送信部１１９２から送信されるレイヤー情報をレイヤー情報受信部１７８０で受け取る。
【０１９７】
次に、帯域判定情報生成部１７７０は、ビットレート情報受信部１７５０に送信されるビットレート情報と、サンプリング周波数情報受信部１７６０に送信されるサンプリング周波数情報と、レイヤー情報受信部１７８０に送信されるレイヤー情報との組み合わせから最適な帯域判定情報を生成し、バンドパスフィルタコントローラ１６００に対して帯域判定情報を送信し、以降は、実施の形態４の場合と同様の動作が実施される。
【０１９８】
尚、ビットレート情報と復号処理されるＰＣＭデータの周波数特性は、一般的に、ビットレートが大きくなるにつれて周波数レンジが広くなる傾向になるが、必ずしも特定のビットレートに対して特定の周波数特性のレンジが定義されるわけではない。しかし、特定のビットレート情報に対して、特定の周波数特性への対応付けを行うことによって、例えば、固定ビットレートによるエンコードが行われている場合は、固定的に帯域拡張領域が設定されるので、比較的安定した帯域拡張処理が施されることとなる。
【０１９９】
しかも、本実施の形態では、実施の形態７の場合と比較した場合、レイヤー情報もあわせて帯域判定情報を生成するので、その分、最適な帯域判定が可能となる。例えば、ＭＰＥＧオーディオ規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２−３：１９９３及び１３８１８−３：１９９６によれば、レイヤー２の場合とレイヤー３の場合とでは、同じビットレートインデックス値でもビットレートが異なるので、レイヤー情報を帯域判定の材料に活用することで、より正確な帯域判定が可能となる。
【０２００】
このように、本実施の形態によれば、帯域判定部１７００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００とを構成要素として導入することによって、拡張帯域をコントロールすることが可能となるので、その分良好な高音質再生を実現することができる。
【０２０１】
しかも、デコード処理部１１００にビットレート情報送信部１１９０、サンプリング周波数送信部１１９１、およびレイヤー情報送信部１１９２を設け、また帯域判定部１７００にビットレート情報受信部１７５０、サンプリング周波数情報受信部１７６０、レイヤー情報受信部１７８０、および帯域判定情報生成部１７７０を設けることで、外部からのコントロールを必要とすることなく、自動的に拡張帯域をコントロールすることが可能である。
【０２０２】
更に、本実施の形態では、デコード処理部による復号処理で生成されるビットレート情報、サンプリング周波数情報、およびレイヤー情報を用いて帯域判定処理を実施しているため、実施の形態３の場合のようにスペクトルアナライザを新たに用いて帯域判定情報を生成しているわけではないので、帯域判定に要する処理量を削減することができる。
【０２０３】
また、上記のように、ビットレート情報を特定の周波数特性に対応付けることによって、固定ビットレートによるエンコードが行われている場合は、固定的に帯域拡張領域が設定されるので、比較的安定した帯域拡張処理が実現できる。
【０２０４】
尚、本実施の形態ではオーバーサンプリング部１２００を含んで構成される場合について説明したが、オーバーサンプリング部を含まない場合においても、実装の形態１から５と同様、上限周波数ＦｃHをデコード処理部１１００に対するナイキスト条件に従って２４ｋＨｚ付近を上限とすることで、上記の実施の形態に比べ拡張帯域は限定される以外は、同様の効果を得ることができる。
【０２０５】
（実施の形態９）
図１６は、本発明の実施の形態９に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図である。図１６において、音声処理装置９３００は、デコード処理部１１００と、オーバーサンプリング部１２００と、拡張帯域生成部１３００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００と、帯域判定部１７００とを含んで構成される点においては、実施の形態３から９の場合と同様である。
【０２０６】
本実施の形態が実施の形態３から８の場合と異なる点は、帯域判定部１７００内部に帯域判定情報スムージング部１９１０が構成要素として含まれている点にある。
【０２０７】
帯域判定情報スムージング部１９１０は、デコード処理部１１００より送信される帯域判定情報の平滑化処理を実施する機能を有するものであり、帯域判定情報が急激な変動した場合にでも、平滑化処理により変化の度合いを押さえる働きをもつ。平滑化処理については、例えば時定数回路のようにＩＩＲフィルタを用い、前処理データを一定割合ミキシングする構成にすることにより容易に実現可能である。
【０２０８】
次に、このように構成された音声処理装置の動作について説明する。この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００に、オーディオ符号化信号が入力されると、本実施の形態におけるデコード処理部１１００によって復号されＰＣＭデータが出力される。尚、本実施の形態では説明を容易にするため、帯域判定情報をスペクトル情報とする。
【０２０９】
一方、帯域判定部１７００は、デコード処理部１１００からのＰＣＭデータに対して、デコード処理部１１００からのデコード情報に基づいて周波数分析を行い、その分析結果からＰＣＭデータに対する帯域判定情報を生成し、さらに帯域判定情報スムージング部１９１０によって平滑化処理を実施した後、バンドパスフィルタコントローラ１６００に対して帯域判定情報を送信する。
【０２１０】
ここで、帯域判定部１７００では、帯域判定情報スムージング部１９１０による平滑化処理によって、デコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータの周波数特性に対する帯域拡張処理の追従性は低くなるが、例えば、ＰＣＭデータの周波数特性が著しく変化するような場合は、帯域拡張領域の変動が少なくなり、比較的安定した帯域拡張処理が実現できる。
【０２１１】
このように、帯域判定情報スムージング部１９１０を設けることによって、再生されるＰＣＭデータの周波数変動に対して、自動的に帯域拡張領域の過度の変化を押さえることが可能となるので、比較的容易に安定した帯域拡張再生が実現できる。
【０２１２】
（実施の形態１０）
図１７は、本発明の実施の形態１０に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図である。図１７において、音声処理装置９４００は、デコード処理部１１００と、オーバーサンプリング部１２００と、拡張帯域生成部１３００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００と、帯域判定部１７００とを含んで構成される点においては、実施の形態３〜１０の場合と同様である。
【０２１３】
本実施の形態が実施の形態３から９の場合と異なる点は、音声処理装置９４００に更に、帯域判定インターバル設定部１８００が構成要素として含まれている点にある。
【０２１４】
帯域判定インターバル設定部１８００は、帯域判定部１７００における帯域判定処理の時間間隔を外部の入力に応じて設定する機能を有し、帯域判定部１７００は、帯域判定インターバル設定部１８００から指示される帯域判定のインターバル時間に合わせて帯域判定処理を実施する。
【０２１５】
次に、このように構成された音声処理装置の動作について説明する。この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００に、オーディオ符号化信号が入力されると、本実施の形態におけるデコード処理部１１００によって復号されＰＣＭデータが出力される。
【０２１６】
一方、帯域判定部１７００は、デコード処理部１１００からのＰＣＭデータに対して、デコード処理部１１００からのデコード情報に基づいて周波数分析を行い、その分析結果からＰＣＭデータに対する帯域判定情報を生成し、バンドパスフィルタコントローラ１６００に対して帯域判定情報を送信する。
【０２１７】
ここで、帯域判定部１７００には、予め外部から帯域判定インターバル設定部１８００を介して帯域判定処理の時間間隔が設定されている。
【０２１８】
よって、外部から指示される時間間隔が短めに設定されている場合は、結果として、デコード処理部１１００からのデコード情報に対して敏感に応答することになるので、その分、デコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータの周波数特性に対する帯域拡張処理の追従性が高くなる。
【０２１９】
一方、外部から指示される時間間隔が長めに設定されている場合は、デコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータの周波数特性に対する帯域拡張処理の追従性は低くなるが、例えば、ＰＣＭデータの周波数特性が著しく変化するような場合は、逆に帯域判定処理のインターバルが長くなる分、帯域拡張領域の変動が少なくなり、比較的安定した帯域拡張処理が実現できる。
【０２２０】
このように、帯域判定インターバル設定部１８００を設けることによって、再生されるＰＣＭデータの特徴やユーザーの好み等に応じて、帯域拡張処理を調整することが可能となる。
【０２２１】
（実施の形態１１）
図１８は、本発明の実施の形態１２に係る音声処理装置の一構成例を示すブロック図である。図１８において、音声処理装置９５００は、デコード処理部１１００と、オーバーサンプリング部１２００と、拡張帯域生成部１３００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００と、帯域判定部１７００とを含んで構成される点においては、実施の形態３〜１１の場合と同様である。
【０２２２】
本実施形態が実施の形態３から１０の場合と異なる点は、音声処理装置９５００には更に、帯域判定スレッショルド設定部１９００が構成要素として含まれている点にある。
【０２２３】
帯域判定スレッショルド設定部１９００は、帯域判定部１７００における帯域判定処理の各帯域に対するサブバンド振幅もしくはスペクトル情報の有無を判別するためのレベル閾値を外部の入力に応じて設定する機能を有し、帯域判定部１７００は、帯域判定スレッショルド設定部１９００から指示される帯域判定のレベル閾値に応じて帯域判定処理を実施する。
【０２２４】
次に、このように構成された音声処理装置の動作について説明する。この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００にオーディオ符号化信号が入力されると、本実施の形態におけるデコード処理部１１００によって復号されＰＣＭデータが出力される。
【０２２５】
一方、帯域判定部１７００は、デコード処理部１１００からのＰＣＭデータに対して、デコード処理部１１００からのデコード情報に基づいて周波数分析を行い、その分析結果からＰＣＭデータに対する帯域判定情報を生成し、バンドパスフィルタコントローラ１６００に対して帯域判定情報を送信する。
【０２２６】
ここで、帯域判定部１７００には、予め外部から帯域判定スレッショルド設定部１９００を介して、帯域判定処理の各帯域に対するサブバンド振幅もしくはスペクトル情報の有無を判別するためのレベル閾値が設定されている。
【０２２７】
よって、外部から指示されるレベル閾値が低めに設定されている場合は、結果として、デコード処理部１１００からのデコード情報に対して、デコード処理部１１００から出力されるＰＣＭデータに対する帯域特性の最高帯域が高めに設定されることとなるので、その分、デコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータの周波数特性に対する帯域拡張処理の拡張帯域が狭く設定されることとなる。
【０２２８】
一方、外部から指示されるレベル閾値が高めに設定されている場合は、結果として、デコード処理部１１００からのデコード情報に対して、デコード処理部１１００から出力されるＰＣＭデータに対する帯域特性の最高帯域が低めに設定されることとなるので、その分、デコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータの周波数特性に対する帯域拡張処理の拡張帯域が広く設定されることとなる。
【０２２９】
このように、帯域判定スレッショルド設定部１９００を設けることによって、再生されるＰＣＭデータの特徴やユーザーの好み等に応じて、帯域拡張処理の効果の大小を調整することが可能となる。
【０２３０】
（実施の形態１２）
図１９は、本発明の実施の形態１２に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図である。図１９において、音声処理装置９６００は、デコード処理部１１００と、オーバーサンプリング部１２００と、拡張帯域生成部１３００と、帯域可変バンドパスフィルタ１５００と、バンドパスフィルタコントローラ１６００と、帯域判定部１７００とを含んで構成される点においては、実施の形態３〜１２の場合と同様である。
【０２３１】
本実施形態が実施の形態３から１１の場合と異なる点は、音声処理装置９６００に、フィルタ係数テーブル１９２０が構成要素として含まれている点と、帯域判定部１７００内部にデコーダ別帯域判定切り替え手段としてデコーダ別帯域判定情報指定テーブル１７９０を備えている点にある。
【０２３２】
尚、本実施の形態では説明を容易とするために、デコード処理部１１００および帯域判定部１７００は図２０に示す構成であるものとする。
【０２３３】
フィルタ係数テーブル１９２０には、複数の組み合わせからなる、帯域可変バンドパスフィルタ１５００で使用するフィルタタップ係数が格納されており、フィルタタイプをポインタ情報として指定することにより、異なるフィルタ特性のタップ係数を帯域可変バンドパスフィルタ１５００へロードすることが可能である。
【０２３４】
図２０において、デコード処理部１１００は、デコード部１１９３およびデコードパラメータ情報送信部１１９４を含んでおり、更にデコード部１１９３は内部にデコーダ切り換え手段１１９５、ＭＰＥＧオーディオデコード手段１１９６、ＡＣ３デコード手段１１９７を含んで構成される。
【０２３５】
デコード部１１９３は、外部から入力されるオーディオビットストリームをデコード処理する機能を有しており、内部のデコーダ切り換え手段１１９５によりデコード手段の特定と切り換えを実施し、デコード処理を行うと同時にデコードパラメータ情報をデコードパラメータ情報送信部１１９４へ送信する。
【０２３６】
本実施の形態では、説明を容易とするため、デコード部１１９３内部にＭＰＥＧオーディオデコード手段１１９６、ＡＣ３デコード手段１１９７を含むこととしているが、ＭＰＥＧオーディオデコード手段１１９６は、ＭＰＥＧオーディオ方式により符号化されたオーディオビットストリームをデコードする手段であり、更にデコード処理と平行してデコードパラメータ情報としてサンプリング周波数情報、ビットレートインデックス情報、レイヤー情報をデコードパラメータ情報送信部１１９４に送信する機能を有し、ＡＣ３デコード手段１１９７は、ドルビーＡＣ３方式により符号化されたオーディオビットストリームをデコードする手段であり、更にデコード処理と平行してデコードパラメータ情報としてサンプリング周波数情報とスペクトル情報をデコードパラメータ情報送信部１１９４へ送信する機能を有するものとする。
【０２３７】
デコードパラメータ情報送信部１１９４は、デコード部１１９３から送られるデコードパラメータ情報を外部に送信する機能を有する。
【０２３８】
帯域判定部１７００は、デコードパラメータ情報受信部１７９２と、デコーダ指定情報受信部１７９１と、デコーダ別帯域判定情報指定テーブル１７９０とを含んで構成される。
【０２３９】
デコードパラメータ情報受信部１７９２は、デコード処理部１１００内部のデコードパラメータ情報送信部１１９４から送信されるデコードパラメータ情報を受信し、デコーダ別帯域判定情報指定テーブル１７９０へ送信する機能を有する。
【０２４０】
デコーダ指定情報受信部１７９１は、外部から指定されるデコーダ指定情報を受信し、デコーダ別帯域判定情報指定テーブル１７９０へ送信する機能を有する。
【０２４１】
デコーダ別帯域判定情報指定テーブル１７９０は、デコードパラメータ情報受信部１７９２から送信されるデコードパラメータ情報と、デコーダ指定情報受信部１７９１から送信されるデコーダ指定情報とによって、フィルタ係数テーブル１９２０のフィルタ係数ポインタ情報を生成するものである。
【０２４２】
また、本実施の形態の説明を容易とするため、デコーダ別帯域判定情報指定テーブル１７９０およびフィルタ係数テーブル１９２０のテーブルデータ構成例をそれぞれ図２１および図２２に示している。
【０２４３】
図２１は、デコーダ別帯域判定情報指定テーブル１７９０のうち、ＭＰＥＧオーディオとＡＣ３の場合のテーブル構成を示しており、ＭＰＥＧオーディオの場合には、サンプリング情報、ビットレートインデックス情報、レイヤー情報の組み合わせから、フィルタ係数テーブル１９２０のフィルタ係数ポインタ情報としてＴＢＬ０からＴＢＬ９いずれかの値を生成する構成となっており、ＡＣ３の場合には、スペクトル情報から、同様にフィルタ係数テーブル１９２０のフィルタ係数ポインタ情報としてＴＢＬ０からＴＢＬ９いずれかの値を生成する構成となっている。
【０２４４】
尚、図２１では、指定されるデコーダがＭＰＥＧオーディオの場合とＡＣ３の場合を例として記述しているが、本システムが対応するデコーダの分だけデコーダ毎のテーブルが存在するのは言うまでもない。
【０２４５】
図２２は、フィルタ係数テーブル１９２０のデータ構成を示しており、デコーダ別帯域判定情報指定テーブル１７９０によって指定されるＴＢＬ０からＴＢＬ９のフィルタ係数ポインタ情報から、帯域可変バンドパスフィルタ１５００へロードするフィルタタップ係数を指定するテーブルである。
【０２４６】
このように構成された音声処理装置について、本実施の形態では、まずサンプリング周波数が４４．１ｋＨｚ、ビットレートインデックス情報が９であるレイヤー２のＭＰＥＧオーディオ規格の符号化方式でエンコードされたオーディオ符号化信号を入力して音声信号に復号する場合について説明する。
【０２４７】
本実施の形態におけるデコード処理部１１００に、ＭＰＥＧ１オーディオ規格レイヤー２によって符号化されたオーディオ符号化信号が入力されると、デコード部１１９３では、デコーダ切り換え手段１１９５によりデコーダをＭＰＥＧオーディオと限定し、ＭＰＥＧオーディオデコード手段１１９６により復号処理を実施し、ＰＣＭデータを生成すると同時に、デコードパラメータ情報送信部１１９４に対してサンプリング周波数情報、ビットレートインデックス情報、レイヤー情報を送信する。
【０２４８】
この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータは、オーバーサンプリング部１２００によるオーバーサンプリング処理、拡張帯域生成部１３００による帯域拡張成分の生成は、いずれも実施の形態２から６の場合と同様に実施されるので、詳しい説明は省略する。
【０２４９】
帯域判定部１７００では、デコードパラメータ情報送信部１１９４から送信されるデコードパラメータ情報をデコードパラメータ情報受信部１７９２によって受信する。また、ここで、デコーダ指定情報受信部１７９１では、外部よりデコーダ指定情報として“ＭＰＥＧオーディオ”が指定されている。
【０２５０】
次に、デコーダ別帯域判定情報指定テーブル１７９０では、デコーダ指定情報をデコーダ指定情報受信部１７９１から、またデコードパラメータ情報をデコードパラメータ情報受信部１７９２から受け取り、デコーダ指定情報がＭＰＥＧオーディオであること、デコードパラメータ情報としてサンプリング周波数情報が“４４．１ｋＨｚ”、レイヤー情報が“レイヤー２”、ビットレートインデックス情報が“９”であることから、図２１で示される通り、フィルタ係数ポインタ情報として“ＴＢＬ５“をバンドパスフィルタコントローラ１６００へ送信する。
【０２５１】
更に、バンドパスフィルタコントローラ１６００では、フィルタ係数ポインタ情報が“ＴＢＬ５“であることから、図２２に示すフィルタ係数テーブル１９２０によって、フィルタタップ係数Ｃｏｅｆｆ［５１］〜Ｃｏｅｆｆ［５ｎ］の帯域可変バンドパスフィルタ１５００へのロード処理を行い、以降は、実施の形態３〜１２の場合と同様の動作が実施される。
【０２５２】
次に、本実施の形態では、ＡＣ３規格の符号化方式でエンコードされたサンプリング周波数４８ｋＨｚのオーディオ符号化信号を入力して音声信号に復号する場合について説明する。
【０２５３】
本実施の形態におけるデコード処理部１１００に、ＡＣ３によって符号化されたオーディオ符号化信号が入力されると、デコード部１１９３ではデコーダ切り換え手段１１９５によりデコーダをＡＣ３と限定し、ＡＣ３デコード手段１１９６により復号処理を実施し、ＰＣＭデータを生成すると同時に、デコードパラメータ情報送信部１１９４に対してサンプリング周波数情報とスペクトル情報を送信する。ここで、本実施の形態の説明を容易とするため、ＡＣ３デコード手段１１９７により生成されるスペクトル情報は、インデックス化された１０段階の値のうちのひとつであるとし、この場合は“１”が生成されたものとする。
【０２５４】
この場合、本実施の形態におけるデコード処理部１１００によって復号されるＰＣＭデータは、オーバーサンプリング部１２００によるオーバーサンプリング処理、拡張帯域生成部１３００による帯域拡張成分の生成は、いずれも本実施の形態のＭＰＥＧオーディオの場合と同様に実施される。
【０２５５】
帯域判定部１７００では、デコードパラメータ情報送信部１１９４から送信されるデコードパラメータ情報をデコードパラメータ情報受信部１７９２によって受信する。また、ここで、デコーダ指定情報受信部１７９１では外部よりデコーダ指定情報として“ＡＣ３”が指定されている。
【０２５６】
次に、デコーダ別帯域判定情報指定テーブル１７９０では、デコーダ指定情報をデコーダ指定情報受信部１７９１から、またデコードパラメータ情報をデコードパラメータ情報受信部１７９２から受け取り、デコーダ指定情報が“ＡＣ３”であること、デコードパラメータ情報としてサンプリング周波数情報が“４８ｋＨｚ”、スペクトル情報が“１”であることから、図２１で示される通り、フィルタ係数ポインタ情報として“ＴＢＬ３“をバンドパスフィルタコントローラ１６００へ送信する。
【０２５７】
更に、バンドパスフィルタコントローラ１６００では、フィルタ係数ポインタ情報が“ＴＢＬ３“であることから、図２２に示すフィルタ係数テーブル１９２０によって、フィルタタップ係数Ｃｏｅｆｆ［３１］〜Ｃｏｅｆｆ［３ｎ］の帯域可変バンドパスフィルタ１５００へのロード処理を行い、以降は、実施の形態３〜１１の場合と同様の動作が実施される。
【０２５８】
このように、本実施の形態によれば、デコーダ別帯域判定情報指定テーブル１７９０を設けることで、異なる複数のデコード処理に対応した場合でもそれぞれのデコード処理に応じた帯域判定処理を行うことが可能となるので、その分、より最適な帯域拡張処理を自動的に実現することが容易となる。
【０２５９】
しかも、本実施の形態によれば、デコーダ別帯域判定情報指定テーブル１７９０とフィルタ係数テーブル１９２０とを分離して構成することで、帯域判定処理が異なるデコーダ処理に応じた帯域判定処理の場合でも、フィルタタップ係数を共用できる構成で実現している。その結果として、フィルタタップ係数を共用できる分、フィルタタップ係数に要するメモリ資源を削減することが可能となる。
【０２６０】
尚、本実施の形態ではオーバーサンプリング部１２００を含んで構成される場合について説明したが、オーバーサンプリング部を含まない場合においても、実装の形態２から１１と同様、上限周波数ＦｃHをデコード処理部１１００に対するナイキスト条件に従って２４ｋＨｚ付近を上限とすることで、上記の実施の形態に比べ拡張帯域は限定される以外は、同様の効果を得ることができる。
【０２６１】
以上の各実施の形態では、帯域圧縮されたＰＣＭ音声信号の場合を例示および説明したが、本発明はリニアＰＣＭ音声信号であっても種々の周波数特性を有する音源を扱う場合などにも有効であることは言うまでもない。
【０２６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力符号化信号の帯域特性がナイキスト周波数（Ｆｓ／２）以下で欠落してしまうような場合や種々の周波数特性を有するリニアＰＣＭ音声信号の場合にも、ＰＣＭデータの性質に応じて帯域拡張を行うことで、高音質再生を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図
【図２】本発明の実施の形態２に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図
【図３】本発明の実施の形態３に係る音声処理装置の変形例を示す回路ブロック図
【図４】本発明の実施の形態３に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図
【図５】本発明の実施の形態３ににおける帯域判定部にスペクトルアナライザを含む例を示す回路ブロック図
【図６】本発明の実施の形態４に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図
【図７】本発明の実施の形態４におけるデコード処理部および帯域判定部の内部構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態５に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図
【図９】本発明の実施の形態５におけるデコード処理部および帯域判定部の内部構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態６に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図
【図１１】本発明の実施の形態６におけるデコード処理部および帯域判定部の内部構成を示すブロック図
【図１２】本発明の実施の形態７に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図
【図１３】本発明の実施の形態７におけるデコード処理部および帯域判定部の内部構成を示すブロック図
【図１４】本発明の実施の形態８に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図
【図１５】本発明の実施の形態８におけるデコード処理部および帯域判定部の内部構成を示すブロック図
【図１６】本発明の実施の形態９に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図
【図１７】本発明の実施の形態１０に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図
【図１８】本発明の実施の形態１１に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図
【図１９】本発明の実施の形態１２に係る音声処理装置の一構成例を示す回路ブロック図
【図２０】本発明の実施の形態１２におけるデコード処理部および帯域判定部の内部構成を示すブロック図
【図２１】本発明の実施の形態１２における帯域判定部内に含まれるデコーダ別帯域判定情報指定テーブルのテーブルデータ構成例を示す図
【図２２】本発明の実施の形態１２におけるフィルタ係数テーブルのテーブルデータ構成例を示す図
【図２３】従来の音声処理装置の構成例を示す回路ブロック図
【符号の説明】
１０００、２０００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００、９０００、９１００、９２００、９３００、９４００、９５００、９６００、１００００音声処理装置
１１００デコード処理部
１１１０補助情報解析部
１１２０スペルトルデータ生成部
１１３０ＰＣＭデータ生成部
１１４０スペルトル情報送信部
１１５０サブバンドデータ生成部
１１６０サブバンド情報送信部
１１９０ビットレート情報送信部
１１９１サンプリング周波数情報送信部
１１９２レイヤー情報送信部
１１９３デコード部
１１９４デコードパラメータ情報送信部
１１９５デコーダ切り換え手段
１１９６ＭＰＥＧオーディオデコード手段
１１９７ＡＣ３デコード手段
１２００オーバーサンプリング部
１３００拡張帯域生成部
１５００帯域可変バンドパスフィルタ
１６００バンドパスフィルタコントローラ
１７００帯域判定部
１７１０スペクトルアナライザ
１７２０スペクトル情報受信部
１７３０サブバンド振幅情報受信部
１７５０ビットレート情報受信部
１７６０サンプリング周波数情報受信部
１７７０帯域判定情報生成部
１７８０レイヤー情報受信部
１７９０デコーダ別帯域判定情報指定テーブル
１７９１デコーダ指定情報受信部
１７９２デコードパラメータ情報受信部
１８００帯域判定インターバル設定部
１９００帯域判定スレッショルド設定部
１９１０帯域判定情報スムージング部
１９２０フィルタ係数テーブル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a digital signal processing technique, and more particularly, to an audio processing apparatus that realizes high-quality sound reproduction by decoding an encoded signal, particularly an audio compression encoded signal, and performing band extension processing.
[0002]
[Prior art]
Various methods have been proposed as a method for realizing high-quality sound reproduction by performing band expansion processing. Among them, for example, N times (for a PCM signal having a sampling frequency Fs subjected to decoding processing) N is an integer in which N ≧ 2), and the band from Fs / 2 to N × Fs / 2 is applied to the oversampled PCM signal having the sampling frequency of N × Fs. There is a method for realizing high-quality sound reproduction by adding a noise signal having a component to realize band expansion. This method is, for example, FIG. This is realized by a voice processing device having a configuration as shown in FIG.
[0003]
The audio processing device 10000 includes a decoding processing unit 1100, an oversampling unit 1200, an extension band generation unit 1300, and a band pass filter 1400.
[0004]
The decoding processing unit 1100 has a function of decoding an encoded audio stream input from the outside and generating PCM data. The oversampling unit 1200 performs N-times oversampling processing by inputting the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100, and outputs the PCM data oversampled N times. The extension band generation unit 1300 has a function of generating a band extension component for the PCM data that has been oversampled by the oversampling unit 1200. The bandpass filter 1400 is a filter that passes the band components from the vicinity of Fs / 2 to the vicinity of N × Fs / 2 with respect to the band extension component generated by the extension band generation unit 1300.
[0005]
Here, for ease of explanation, the decoding processing unit 1100 is a decoder corresponding to the DVD-Video standard, and in this example, an audio bitstream conforming to the DVD-Video standard linear PCM is input. Will be described. Here, the input audio bit stream has a sampling frequency of 48 KHz. Further, the oversampling unit 1200 inserts “0” data into each PCM data for each sampling frequency of 48 KHz output from the decoding processing unit 1100, performs oversampling, and performs anti-aliasing. It is assumed that PCM data with a sampling frequency of 96 kHz is generated by removing noise with a filter. Further, the extension band generation unit 1300 has a function of generating a harmonic band extension component up to a component around 48 kHz based on the 96 kHz PCM data oversampled by the oversampling unit 1200, and a bandpass filter 1400. Is a band pass filter that allows the band extension component generated by the extension band generation unit 1300 to pass the band from around 24 kHz to less than 48 kHz.
[0006]
FIG. As shown in FIG. 4, first, when an audio bitstream based on DVD-Video standard linear PCM is input to the decoding processing unit 1100, the decoding processing unit 1100 reads the sampling frequency and channel mode based on the encoding mode indicated by the private header. The PCM data is generated and output with the quantization bit length. The PCM data generated here has a band characteristic up to 24 kHz depending on the Nyquist condition because the sampling frequency is 48 kHz and the input bitstream data is an uncompressed and reversible encoded signal. Is a possible signal.
[0007]
Next, the oversampling unit 1200 inserts “0” data into each PCM data for each PCM data generated by the decoding processing unit 1100 and uses a PCM having a sampling frequency of 96 kHz by an anti-aliasing filter. Convert to data. At this time, the band characteristic of the PCM data is 24 kHz or less like the input PCM data because aliasing noise is removed by the anti-aliasing filter.
[0008]
On the other hand, the extension band generation unit 1300 generates and outputs a band extension component composed of harmonics up to a component near 48 kHz based on the PCM data with a sampling frequency of 96 kHz processed by the oversampling unit 1200. The sampling frequency of the band extension component generated here is 96 kHz similarly to the PCM data processed by the oversampling unit 1200. The band extension component generated by the extension band generation unit 1300 is limited to a band less than 48 kHz from around 24 kHz by the band pass filter 1400, and the output data is added to the PCM data processed by the oversampling unit 1200. Output to the outside.
[0009]
In the case of such an audio processing device, when the encoded data to be input is an uncompressed and reversible encoded audio signal, such as an audio stream by DVD-Video standard linear PCM, as a band extension component Since it is possible to design based on the Nyquist condition and the target bandwidth extension region can be fixedly set as described above, an effective bandwidth extension effect can be expected.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of an audio processing device that targets a DVD-standard audio encoded signal that has been rapidly spread in the market in recent years, the encoded signal to be decoded is not limited to linear PCM. Input of an encoded signal accompanied by information compression, such as the Dolby Digital encoding system (AC3) and the MPEG audio standard, is also assumed. Moreover, these encoding methods are basically irreversible encoded signals that are information-compressed based on human auditory characteristics, masking effects, etc., and the source sound source before encoding is a linear PCM with a sampling frequency of 48 kHz. In many cases, after encoding, the source sound source is compressed to 10 to 20%, and even if the source sound source before encoding includes a band component in the vicinity of 24 kHz which is the Nyquist condition (Fs / 2). Most of them are missing at that time.
[0011]
When such an encoded signal is input, in the speech processing apparatus as described above, the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100 often includes almost no band component near the Nyquist condition. Even if the bandwidth extension processing as described above is performed, linear bandwidth extension is not performed on the frequency axis, and therefore, the Nyquist frequency (Fs / 2) vicinity from the bandwidth upper limit of the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100 Since the band components up to are lost, a sufficient band expansion effect cannot be obtained.
[0012]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the purpose thereof is when the band characteristics of the input encoded signal are lost below the Nyquist frequency (Fs / 2). Even so, it is an object of the present invention to provide an audio processing apparatus that can perform high-quality reproduction by performing band expansion according to the nature of PCM data to be decoded.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
[0014]
[0015]
[0016]
[0017]
[0018]
To achieve the above object, a first audio processing apparatus according to the present invention is an audio processing apparatus that decodes and reproduces an encoded audio signal, and decodes an encoded audio signal input from the outside. A decoding processing unit that generates PCM data, an extension band generation unit that generates a band extension component for the PCM data decoded by the decoding processing unit, and a band extension component from the extension band generation unit as inputs; Variable band-pass filter that outputs a variable signal, an adder that adds PCM data from the decoding processing unit and output data from the band-variable band-pass filter, and decoding of the encoded audio signal obtained from the decoding processing unit A band determination unit that determines the passband of the band-variable bandpass filter for the band extension component using the information as band determination information, and a designation from the band determination unit. Depending on, characterized in that a bandpass filter controller for controlling the passband of the band-variable band-pass filter.
[0019]
In order to achieve the above object, a second audio processing apparatus according to the present invention is an audio processing apparatus that decodes and reproduces an encoded audio signal, and decodes an encoded audio signal input from the outside. A decoding processing unit that generates PCM data, an oversampling unit that performs oversampling processing on the PCM data decoded by the decoding processing unit, and a band extension component for PCM data that is oversampled by the oversampling unit An extension band generation unit that generates a band, a band variable bandpass filter that receives a band extension component from the extension band generation unit and outputs a variable pass band, and output data from the oversampling unit and a band variable bandpass filter An adder for adding the output data from the signal, and the encoded sound obtained from the decoding processor Band decision unit that determines the pass band of the band variable band pass filter for the band extension component using the decoding information of the signal as band decision information, and the control of the pass band of the band variable band pass filter according to the instruction from the band decision unit And a band-pass filter controller for performing the above.
[0020]
In order to achieve the above object, in the third audio processing device according to the present invention, in the first or second audio processing device, the band determination unit performs spectrum analysis of the PCM data generated by the decoding processing unit. A spectrum analyzer is included, and the pass band for the band extension component is determined using the analysis result of the spectrum analyzer as band determination information.
[0021]
According to the above configuration, the band variable bandpass filter, the band determination unit, and the bandpass filter controller are provided, and the spectrum determination unit is provided in the band determination unit, so that automatic control is not required without external control. Therefore, it is possible to control the expansion band, and it is possible to realize a high quality sound reproduction correspondingly.
[0022]
In order to achieve the above object, the fourth sound processing apparatus according to the present invention is the first or second sound processing apparatus, wherein the decode processing unit is an auxiliary for analyzing the auxiliary information of the encoded sound signal. An information analysis unit, a spectrum data generation unit that generates spectrum data based on auxiliary information, a PCM data generation unit that converts spectrum data to generate PCM data, and spectrum information of spectrum data generated by the spectrum data generation unit A spectrum information transmission unit that transmits spectrum information to the outside, and the band determination unit includes a spectrum information reception unit that receives spectrum information transmitted from the spectrum information transmission unit, and uses the spectrum information as band determination information to pass the band extension component. A band is determined.
[0023]
According to this configuration, by providing a spectrum information transmitting unit in the decoding processing unit and a spectrum information receiving unit in the band determining unit, the extended band can be automatically controlled without requiring external control. Is possible. Furthermore, since band determination processing is performed using spectrum information generated by decoding processing by the decoding processing unit, it is not necessary to provide a spectrum analyzer in the band determination unit, and the amount of processing required for band determination can be reduced. it can.
[0024]
In order to achieve the above object, the fifth audio processing apparatus according to the present invention is the first or second audio processing apparatus, wherein the decoding processing unit is an auxiliary for analyzing auxiliary information of the encoded audio signal. Generated by the information analysis unit, the subband data generation unit that generates subband data based on the auxiliary information, the PCM data generation unit that generates the PCM data by combining the bands of the subband data, and the subband data generation unit A subband amplitude information transmission unit for transmitting the amplitude information of the subband data to the outside, and the band determination unit receives the subband amplitude information transmitted from the subband amplitude information transmission unit. And determining a passband for the band extension component using the subband amplitude information as band determination information.
[0025]
According to this configuration, the subband amplitude information transmitting unit is provided in the decoding processing unit, and the subband amplitude information receiving unit is provided in the band determining unit, so that the extension band can be automatically set without requiring external control. It is possible to control. Furthermore, since band determination processing is performed using subband amplitude information generated by decoding processing by the decoding processing unit, it is not necessary to provide a spectrum analyzer in the band determination unit, and the processing amount required for band determination is reduced. be able to.
[0026]
[0027]
[0028]
Further, in order to achieve the above object, according to the present invention. 6th In the first or second audio processing apparatus, the decoding processing unit includes an auxiliary information analysis unit that analyzes auxiliary information of the encoded audio signal, and performs decoding processing based on the auxiliary information and performs PCM. A decoding core unit that generates data; and a bit rate information transmission unit that transmits the bit rate information extracted by the auxiliary information analysis unit to the outside, wherein the band determination unit is transmitted from the bit rate information transmission unit A bit rate information receiving unit for receiving bit rate information; and a first table in which specific bit rate information is associated with a specific frequency characteristic of the PCM data, and generated using the first table A pass band for the band extension component is determined based on band determination information.
[0029]
According to this configuration, by providing the bit rate information transmitting unit in the decoding processing unit and the bit rate information receiving unit in the band determining unit, the extension band is automatically controlled without requiring external control. It is possible. In addition, since the band determination process is performed using the bit rate information generated by the decoding process by the decode processing unit, it is not necessary to provide a spectrum analyzer in the band determination unit, and the processing amount required for the band determination is reduced. Can do. Further, by associating the bit rate information with a specific frequency characteristic, when encoding at a fixed bit rate is performed, a band extension region is fixedly set, so that a relatively stable band extension process can be realized. .
[0030]
Further, in order to achieve the above object, according to the present invention. 7th The voice processing device 6th In the audio processing apparatus, the decoding processing unit includes a sampling frequency information transmitting unit that transmits sampling frequency information extracted by the auxiliary information analyzing unit to the outside, and the band determining unit is transmitted from the sampling frequency information transmitting unit. A sampling frequency information receiving unit that receives sampling frequency information, a band determination information generating unit that generates band determination information by a combination of sampling frequency information and bit rate information, and specific bit rate information instead of the first table And a second table representing a combination of a specific sampling frequency as pointer information, and the band determination information generating unit generates a pass band for the band extension component based on the band determination information generated by using the second table. It is characterized by determining.
[0031]
According to this configuration, the decoding processing unit is provided with the sampling frequency information transmitting unit, the band determining unit is provided with the sampling frequency information receiving unit, and the band determining unit generates band determination information by combining the sampling frequency information and the bit rate information. By providing the band determination information generation unit, it is possible to automatically control the extension band in accordance with the sampling frequency and the bit rate without requiring external control. Furthermore, since the sound processing apparatus of this configuration performs band determination processing by combining sampling frequency information and bit rate information, 6th When compared with the speech processing apparatus, more accurate band determination can be realized by adding the sampling frequency information.
[0032]
Further, in order to achieve the above object, according to the present invention. 8th The voice processing device 7th In the audio processing apparatus, the decoding processing unit includes a layer information transmitting unit that transmits the layer information extracted by the auxiliary information analyzing unit to the outside, and the band determining unit receives the layer information transmitted from the layer information transmitting unit. A layer information receiving unit for receiving, a band determination information generating unit for generating band determination information by a combination of layer information, sampling frequency information, and bit rate information; instead of the second table, specific bit rate information; A third table that represents a combination of specific sampling frequency and specific layer information as pointer information, and the band determination information generation unit uses a band determination information generated by using the third table to A pass band is determined.
[0033]
According to this configuration, the layer information transmission unit is generated as a decoding processing unit, the layer information receiving unit is configured as a band determination unit, and band determination information generation is performed by combining band information, sampling frequency information, and bit rate information. By providing the unit, it is possible to automatically control the extension band in accordance with the layer, the sampling frequency, and the bit rate without requiring external control. Furthermore, since the audio processing apparatus of this configuration performs band determination processing by combining layer information, sampling frequency information, and bit rate information, 7th Compared with the voice processing apparatus, more accurate band determination can be realized as much as layer information is added.
[0034]
Further, in order to achieve the above object, according to the present invention. 9th The audio processing apparatus of the first 8th In any of the audio processing apparatuses, the band determination unit includes a band determination smoothing unit that automatically smoothes a change in the band determination information transmitted from the decoding processing unit, and the band smoothed by the band determination smoothing unit A pass band for the band extension component is determined based on the determination information.
[0035]
According to this configuration, by providing the band determination smoothing unit, it is possible to smooth the sound quality change of the band extension component due to fluctuation of the band determination even when the frequency characteristic change of the PCM data to be reproduced is abrupt. As a result, it is possible to realize a relatively stable bandwidth expansion process.
[0036]
Further, in order to achieve the above object, according to the present invention. 10th The audio processing apparatus of the first 8th In any of the voice processing apparatuses, a band determination interval setting unit that sets a time interval of the band determination process in the band determination unit according to an external signal is provided.
[0037]
According to this configuration, by providing the band determination interval setting unit, it is possible to adjust the followability of the band expansion process according to the characteristics of the PCM data to be reproduced, the user's preference, and the like.
[0038]
Further, in order to achieve the above object, according to the present invention. 11th Voice processing equipment The second 3 or 4th In the voice processing apparatus, for each band of the band determination process in the band determination unit Level threshold for determining presence / absence of spectrum information And a band determination threshold setting unit that sets the threshold value according to an external signal.
Further, in order to achieve the above object, according to the present invention. 12th The voice processing device 5th In the audio processing device, subband modulation for each band of the band determination process in the band determination unit. Width A band determination threshold setting unit that sets a level threshold for determining the presence or absence according to an external signal is provided.
[0039]
According to this configuration, by providing the band determination threshold setting unit, it is possible to adjust the expansion band of the band expansion process according to the characteristics of the PCM data to be reproduced, the user's preference, and the like.
[0040]
Further, in order to achieve the above object, according to the present invention. 13th The audio processing apparatus of the first 12th In any of the audio processing devices, the decoding processing unit corresponds to decoding processing of at least two types of encoding methods, and switches the decoding processing based on decoder information designated from the outside. It is characterized in that it includes a decoder-specific band determination switching means for switching the band determination process in accordance with the decoder information specified by more.
[0041]
Further, in order to achieve the above object, according to the present invention. 14th The voice processing device 13th The audio processing apparatus includes a filter coefficient table storing filter coefficients used for the band-variable bandpass filter, and the decoder-specific band determination switching unit is a decoder-specific band determination information specifying table for individually specifying a band for each decoder. Yes, the band judgment unit performs band judgment from the decoder-specific band judgment information designation table according to decoder information designated from the outside, and transmits the band judgment information to the band pass filter controller as pointer information of the filter coefficient table. It is characterized by doing.
[0042]
13th and 14th According to the configuration of the audio processing apparatus, by providing a decoder-specific band determination information designation table that is a decoder-specific band determination switching means, even when a plurality of different decoding processes are supported, the band determination process corresponding to each decoding process is performed. Therefore, it becomes easy to automatically realize a more optimal bandwidth expansion process accordingly.
[0043]
further, 14th According to the configuration of the speech processing apparatus, the band determination processing is different by configuring the decoder-specific band determination information designation table and the filter coefficient table separately and using the band determination information as pointer information of the filter coefficient table. Since the filter tap coefficient can be shared even in the case of the band determination process corresponding to the decoder process, it is possible to reduce the memory resources related to the filter tap coefficient as much as the filter tap coefficient can be shared.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0045]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a configuration example of a speech processing apparatus 1000 according to Embodiment 1 of the present invention. In this embodiment, a case will be described in which an audio encoded signal encoded by the MPEG audio standard encoding method is input and decoded into an audio signal. Details on the MPEG audio standard are given in ISO / IEC 11172-3: 1993 and 13818-3: 1996. The audio bit stream input here has a sampling frequency of 48 KHz in any case.
[0046]
In FIG. 1, the audio processing apparatus 1000 includes a decoding processing unit 1100, an extended band generation unit 1300, a variable bandpass filter 1500, and a bandpass filter controller 1600.
[0047]
The decode processing unit 1100 is a module that decodes an audio stream input from the outside and generates PCM data, and has at least a decoding function of an audio encoded signal encoded by the MPEG audio standard encoding method.
[0048]
The extension band generation unit 1300 has a function of generating a band extension component for the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100. The extension band generation unit 1300 in the present embodiment generates and outputs a band extension component including harmonics up to a component in the vicinity of 24 kHz based on PCM data with a sampling frequency of 48 kHz. The sampling frequency of the band extension component generated here is 48 kHz similarly to the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100.
[0049]
The band-variable bandpass filter 1500 is a filter that can variably set the lower limit frequency of the passband for the band extension component generated by the extension band generation unit 1300 by external control. In the present embodiment, the lower limit frequency FcL of the pass band can be set from FL1 to FL2 (FL1 <FL2, FL2 <Fs / 2), and the upper limit frequency of the pass band is FcH (FL2 <FcH < It is assumed that it is fixed at Fs / 2).
[0050]
The band pass filter controller 1600 is a controller that controls the pass band of the band variable band pass filter 1500 in accordance with an instruction from the outside. In the present embodiment, for ease of explanation, the band pass filter controller 1600 controls the lower limit frequency FcL of the pass band of the band variable band pass filter 1500, and the variable range of FcL is from FL1 to FL2. Suppose that it is set so that it can be controlled between.
[0051]
Next, regarding the reproduction processing in the audio processing apparatus 1000 configured as described above, a case where an audio encoded signal encoded by the MPEG audio standard encoding method is input and decoded into an audio signal will be described.
[0052]
In general, an audio bit stream composed of an audio encoded signal encoded by the MPEG audio standard encoding method requires a compression encoding process according to a setting such as a bit rate set at the time of encoding. Since information compression is performed based on auditory characteristics, masking effect, etc., if the source sound source before encoding is a linear PCM with a sampling frequency of 48 kHz, the source sound source before encoding has a Nyquist condition (Fs / 2) around 24 kHz. Even when a band component is included, it is lost at the time of encoding. In the present embodiment, for ease of explanation, it is assumed that the band characteristic is degraded to 16 kHz or less by the compression encoding process at the time of encoding.
[0053]
In this case, the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100 in the present embodiment has a band characteristic of 16 kHz or less from the above encoding conditions.
[0054]
Similarly, the extension band generation unit 1300 generates and outputs a band extension component including harmonics up to a component near 24 kHz based on the PCM data with a sampling frequency of 48 kHz processed by the decoding processing unit 1100. The sampling frequency of the band extension component generated here is 48 kHz similarly to the PCM data processed by the decoding processing unit 1100.
[0055]
On the other hand, the band pass filter controller 1600 has a function of variably adjusting the lower limit frequency FcL of the pass band in accordance with an instruction from the outside. In this case, effective band expansion reproduction can be performed by setting the lower limit frequency FcL of the pass band from the outside to around 16 kHz. At this time, since the pass band is in the range of FL2 to FcH in the band-variable bandpass filter 1500, the source sound source up to about 16 kHz is added by adding the pass component and the PCM data output from the decoding processing unit 1100. The bandwidth is expanded with a linear and more natural bandwidth characteristic.
[0056]
If the lower limit frequency FcL of the bandpass filter processing for the output of the extended band generation unit 1300 is a fixed value as in the prior art, for example, set to around 18 kHz, the output from the bandpass filter and the oversampling As for the band characteristics of the output signal by the addition with the output of the part, the band from 16 kHz to 18 kHz is lost, so it cannot be said that the high-quality sound reproduction was performed. If the lower limit frequency FcL is set near 12 kHz, the band characteristics of the output signal resulting from the addition of the output from the bandpass filter and the output of the oversampling unit overlap the bands from 12 kHz to 16 kHz. Thus, an extra band signal is loaded, and it is difficult to say that high-quality sound reproduction was performed.
[0057]
However, according to the present embodiment, by introducing the band-variable bandpass filter 1500 and the bandpass filter controller 1600 as constituent elements, it becomes possible to control the extension band, so that good high sound quality can be obtained accordingly. Reproduction can be realized.
[0058]
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a circuit block diagram showing a configuration example of the speech processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 2, the audio processing apparatus 2000 includes a decoding processing unit 1100, an oversampling unit 1200, an extension band generation unit 1300, a band variable bandpass filter 1500, and a bandpass filter controller 1600.
[0059]
Since the decoding processing unit 1100, the extended band generation unit 1300, the band variable bandpass filter 1500, and the bandpass filter controller 1600 have the same functions as those of the first embodiment, detailed description thereof is omitted here.
[0060]
The oversampling unit 1200 receives the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100, performs N times oversampling processing, and outputs the N times oversampled PCM data. Here, in the oversampling process of the oversampling unit 1200 in this embodiment, “0” data is inserted into each PCM data for each sample with respect to the PCM data of the sampling frequency of 48 KHz output from the decode processing unit 1100. It is assumed that PCM data with a sampling frequency of 96 kHz is generated by performing oversampling and removing noise with an anti-aliasing filter.
[0061]
The extension band generation unit 1300 has a function of generating a band extension component for the PCM data that has been oversampled by the oversampling unit 1200. Based on the PCM data with a sampling frequency of 96 kHz processed by the oversampling unit 1200, the extended band generation unit 1300 according to the present embodiment generates and outputs a band expansion component including harmonics up to a component near 48 kHz. The sampling frequency of the band extension component generated here is 96 kHz similarly to the PCM data processed by the oversampling unit 1200.
[0062]
Next, in the reproduction processing in the audio processing apparatus 2000 configured as described above, a case where an audio bit stream having a sampling frequency of 48 kHz in accordance with the DVD-Video standard linear PCM system is input will be described first.
[0063]
In general, when an audio bitstream conforming to the DVD-Video standard linear PCM system has the same sampling frequency as that of the source sound source before encoding, the source sound source is encoded by non-compression, and therefore the same band as the source sound source. This is a characteristic and can be expected up to around 24 kHz.
[0064]
Under such conditions, the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100 in the present embodiment can faithfully reproduce the band characteristics of the source sound source. In this case, when the frequency band of the source sound source exists up to around 24 kHz which is the Nyquist condition, the frequency characteristics of the PCM data to be decoded also exist up to around 24 kHz.
[0065]
In this case, since the oversampling unit 1200 performs oversampling processing on the PCM data output from the decoding processing unit 1100, the PCM data after the oversampling processing has a sampling frequency of 96 kHz, and band characteristics are input. The band characteristic is almost the same as that of PCM data, and the band up to around 24 kHz is maintained.
[0066]
Further, the extension band generation unit 1300 generates and outputs a band extension component including harmonics up to a component in the vicinity of 48 kHz based on the PCM data with a sampling frequency of 96 kHz processed by the oversampling unit 1200. The sampling frequency of the band extension component generated here is 96 kHz similarly to the PCM data processed by the oversampling unit 1200.
[0067]
On the other hand, for the bandpass filter controller 1600, effective band expansion reproduction can be performed by designating FL2 (in this case, around 24 kHz), which is the maximum frequency of the variable band, from the outside as the lower limit frequency FcL of the passband. . In this case, in the band-variable bandpass filter 1500, the pass band is in the range of FL2 to FcH. Therefore, by adding the pass component and the PCM data output from the oversampling unit 1200, the source sound source up to around 24 kHz can be obtained. Since the band is expanded with a linear and more natural band characteristic with respect to the band, high sound quality reproduction can be realized.
[0068]
Next, a case where an audio encoded signal encoded by the MPEG audio standard encoding method is input and decoded into an audio signal will be described.
[0069]
In general, an audio bit stream composed of an audio encoded signal encoded by the MPEG audio standard encoding method requires a compression encoding process according to a setting such as a bit rate set at the time of encoding. Since information is compressed based on auditory characteristics and masking effects, etc., if the source sound source before encoding is a linear PCM with a sampling frequency of 48 kHz, the source sound source before encoding has a Nyquist condition (Fs / 2) around 24 kHz. Even when a band component is included, it is lost at the time of encoding. In the present embodiment, for ease of explanation, it is assumed that the band characteristic is degraded to 16 kHz or less by the compression encoding process at the time of encoding.
[0070]
In this case, the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100 in the present embodiment has a band characteristic of 16 kHz or less from the above encoding conditions.
[0071]
Similarly, since the oversampling unit 1200 performs oversampling processing on the PCM data output from the decoding processing unit 1100, the PCM data after the oversampling processing has a sampling frequency of 96 kHz, but the band characteristics are input. Therefore, the PCM data after the oversampling process remains at 16 kHz or less.
[0072]
Further, the extension band generation unit 1300 generates and outputs a band extension component including harmonics up to a component in the vicinity of 48 kHz based on the PCM data with a sampling frequency of 96 kHz processed by the oversampling unit 1200. The sampling frequency of the band extension component generated here is 96 kHz similarly to the PCM data processed by the oversampling unit 1200.
[0073]
On the other hand, the band pass filter controller 1600 has a function of variably adjusting the lower limit frequency FcL of the pass band in accordance with an instruction from the outside. In this case, effective band expansion reproduction can be performed by setting the lower limit frequency FcL of the pass band from the outside to around 16 kHz. At this time, since the pass band is in the range of FL2 to FcH in the band variable bandpass filter 1500, the source sound source up to around 16 kHz is added by adding the pass component and the PCM data output from the oversampling unit 1200. The bandwidth is expanded with a linear and more natural bandwidth characteristic.
[0074]
If the lower limit frequency FcL of the bandpass filter processing for the output of the extension band generation unit 1300 is a fixed value as in the prior art, for example, if it is set around 24 kHz according to the Nyquist condition, The band characteristic of the output signal obtained by adding the output and the output of the oversampling unit loses the band from 16 kHz to 24 kHz, so it cannot be said that good high-quality sound reproduction has been performed. However, according to the present embodiment, by introducing the band-variable bandpass filter 1500 and the bandpass filter controller 1600 as constituent elements, it becomes possible to control the extension band, so that good high sound quality can be obtained accordingly. Reproduction can be realized.
[0075]
In this embodiment, the case where the oversampling unit 1200 is included has been described. However, even in the case where the oversampling unit is not included, the upper limit frequency FcH is set to the upper limit around 24 kHz according to the Nyquist condition for the decoding processing unit 1100. Thus, the same effect can be obtained except that the extension band is limited as compared to the above embodiment. Moreover, when the oversampling unit 1200 is not included, not only the processing and configuration of the oversampling unit are deleted, but also the sampling frequency of the PCM data processed after the decoding processing unit 1100 is 1 compared to the case where the oversampling unit 1200 is included. Therefore, the amount of processing can be reduced by that amount, so that it is more effective when implemented in a small-scale system that requires low power consumption.
[0076]
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a circuit block diagram showing a configuration example of the speech processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 4, the audio processing device 4000 includes a decoding processing unit 1100, an oversampling unit 1200, an extended band generation unit 1300, a variable bandpass filter 1500, a bandpass filter controller 1600, and a band determination unit 1700. Composed.
[0077]
Since the decoding processing unit 1100, the oversampling unit 1200, the extension band generation unit 1300, and the band variable bandpass filter 1500 have the same functions as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted here.
[0078]
The band determination unit 1700 has a function of performing band determination by frequency analysis of PCM data from the decoding processing unit 1100 and transmitting band determination information to the bandpass filter controller 1600. A band determination unit 1700 according to the present embodiment includes a spectrum analyzer 1710 that performs frequency analysis of PCM data, as in the audio processing device 5000 illustrated in FIG.
[0079]
The band pass filter controller 1600 is a controller that controls the pass band of the band variable band pass filter 1500 in accordance with the band determination information transmitted from the band determination unit 1700. In the present embodiment, as in the case of the first embodiment, the band pass filter controller 1600 controls the lower limit frequency FcL of the pass band of the band variable band pass filter 1500, and sets the variable range of FcL to FL1. It is assumed that it is set so that it can be controlled between FL2 and FL2.
[0080]
Next, in the audio processing apparatus configured as described above, in this embodiment, an audio encoded signal encoded by the MPEG1 audio standard encoding method having a sampling frequency of 48 kHz is input and decoded into an audio signal. The case will be described. In the present embodiment, for ease of explanation, it is assumed that the band characteristic is degraded to 16 kHz or less by the compression encoding process at the time of encoding.
[0081]
In this case, the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100 in the present embodiment has a band characteristic of 16 kHz or less from the above encoding conditions, and the oversampling process by the oversampling unit 1200 and the band extension by the extension band generation unit 1300 Since the generation of components is performed in the same manner as in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
[0082]
The band determination unit 1700 performs frequency analysis on the PCM data from the decoding processing unit 1100 by using the spectrum analyzer 1710 (FIG. 5), generates band determination information for the PCM data from the analysis result, and performs bandpass. Band determination information is transmitted to the filter controller 1600.
[0083]
The band pass filter controller 1600 has a function of variably adjusting the lower limit frequency FcL of the pass band of the band variable band pass filter 1500 based on the band determination information communicated from the band determination unit 1700. In this case, the lower limit frequency FcL of the pass band is automatically set around 16 kHz according to the band determination information. At this time, since the pass band is in the range of FL2 to FcH in the band-variable bandpass filter 1500, the source sound source up to around 16 kHz is added by adding the pass component and the PCM data output from the oversampling unit 1200. The bandwidth is expanded with a linear and more natural bandwidth characteristic.
[0084]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to control the extension band by introducing the band determining unit 1700, the band variable bandpass filter 1500, and the bandpass filter controller 1600 as constituent elements. Therefore, it is possible to realize good high-quality sound reproduction. In addition, since the spectrum analyzer 1710 is included in the band determination unit 1700, it is possible to automatically control the expansion band without requiring external control.
[0085]
In this embodiment, the case where the oversampling unit 1200 is included has been described. However, even in the case where the oversampling unit is not included as in the audio processing device 3000 illustrated in FIG. Similarly, by setting the upper limit frequency FcH to the upper limit around 24 kHz according to the Nyquist condition for the decoding processing unit 1100, the same effect can be obtained except that the extension band is limited as compared with the above embodiment.
[0086]
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a circuit block diagram showing a configuration example of a speech processing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 6, the audio processing apparatus 6000 includes a decoding processing unit 1100, an oversampling unit 1200, an extension band generation unit 1300, a band variable bandpass filter 1500, a bandpass filter, as in the third embodiment. A controller 1600 and a band determination unit 1700 are included.
[0087]
The difference between the present embodiment and the third embodiment is that the decoding processing unit 1100 and the band determining unit 1700 are configured as shown in FIG.
[0088]
In FIG. 7, the decode processing unit 1100 includes an auxiliary information analysis unit 1110, a spectrum data generation unit 1120, a PCM data generation unit 1130, and a spectrum information transmission unit 1140.
[0089]
The auxiliary information analysis unit 1110 is a block that analyzes auxiliary information serving as decoding information of an input encoded signal. For example, for an encoded signal conforming to the MPEG audio standard, stream header information (sampling frequency information, bit This is a block for analyzing rate information, layer information, etc.) and extracting decoding information (bit allocation information of each audio quantized data, scale factor for inverse quantization processing, etc.).
[0090]
The spectrum data generation unit 1120 is a block that generates spectrum data based on the auxiliary information extracted by the auxiliary information analysis unit 1110. For example, the spectrum data generation unit 1120 generates spectrum information by cutting out a quantized audio sample or performing inverse quantization processing. It has the function to do.
[0091]
The PCM data generation unit 1130 is a block that generates PCM data from spectrum data, and performs spectral data processing by performing IMDCT (Inverse Modified Discrete Cosine Transform) processing, polyphase filter bank method, etc. on each spectral information. Has a function of converting the data into PCM data.
[0092]
Further, the spectrum information transmission unit 1140 has a function of transmitting spectrum information of spectrum data generated by the spectrum data generation unit 1120 to the outside.
[0093]
The band determination unit 1700 includes a spectrum information receiving unit 1720 that receives spectrum information transmitted from the spectrum information transmitting unit 1140 inside the decoding processing unit 1100.
[0094]
Next, in the audio processing apparatus configured as described above, in this embodiment, an audio encoded signal encoded by the MPEG1 audio standard encoding method having a sampling frequency of 48 kHz is input and decoded into an audio signal. The case will be described. In the present embodiment, for ease of explanation, it is assumed that the encoding method is a bit stream encoded by layer 3 in the MPEG1 audio standard, and further, band characteristics are obtained by compression encoding processing at the time of encoding. Is deteriorated to 16 kHz or less.
[0095]
In this case, when an audio encoded signal encoded by the MPEG1 audio standard layer 3 is input to the decoding processing unit 1100 in the present embodiment, first, the auxiliary information analyzing unit 1110 decodes the input encoded signal. Auxiliary information that is information is analyzed. Next, the spectrum data generation unit 1120 reads the Huffman-encoded audio quantized signal based on the stream header information and the decoding information analyzed by the auxiliary information analysis unit 1110, and further dequantizes the audio quantized signal. By performing processing, spectrum data is generated. At this time, spectrum data generation section 1120 outputs a spectrum signal and outputs spectrum information of spectrum data to spectrum information transmission section 1140. Further, the spectrum information transmission unit 1140 performs transmission of spectrum information to the band determination unit 1700.
[0096]
The PCM data generation unit 1130 generates 32 subband signals by IMDCT processing on the spectrum data output from the spectrum data generation unit 1120, and further generates PCM data by band synthesis calculation.
[0097]
In this case, the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100 in the present embodiment has a band characteristic of 16 kHz or less from the above encoding conditions, and the oversampling process by the oversampling unit 1200 and the band extension by the extension band generation unit 1300 Since the generation of components is performed in the same manner as in the second and third embodiments, detailed description thereof is omitted.
[0098]
The band determination unit 1700 receives the spectrum information transmitted from the spectrum information transmission unit 1140 of the decode processing unit 1100 by the internal spectrum information reception unit 1720, generates band determination information from the spectrum information, and sends the band determination information to the bandpass filter controller 1600. Send the band decision information.
[0099]
Thereafter, as in the case of the third embodiment, the bandpass filter controller 1600 variably adjusts the lower limit frequency FcL of the passband based on the band determination information communicated from the band determination unit 1700, The pass band of the band-variable bandpass filter 1500 is controlled, and a band component of 16 kHz or higher is added to the PCM data output from the oversampling unit 1200 as an extended band signal. In this manner, the band expansion process is realized with a linear and more natural band characteristic with respect to the band of the source sound source up to around 16 kHz.
[0100]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to control the extension band by introducing the band determining unit 1700, the band variable bandpass filter 1500, and the bandpass filter controller 1600 as constituent elements. Therefore, it is possible to realize good high-quality sound reproduction.
[0101]
In addition, by providing the decode processing unit 1100 with the spectrum information transmitting unit 1140 and the band determining unit 1700 with the spectrum information receiving unit 1720, the extension band can be automatically controlled without requiring external control. Is possible.
[0102]
Further, in the present embodiment, band determination processing is performed using spectrum information generated by the decoding processing by the decoding processing unit 1100, so that a spectrum analyzer 1710 is newly used as in the third embodiment. Thus, since the bandwidth determination information is not generated, the processing amount required for the bandwidth determination can be reduced.
[0103]
In the present embodiment, the case where the oversampling unit 1200 is included has been described. However, even when the oversampling unit is not included, the upper limit frequency FcH is decoded by the decoding processing unit 1100 as in the second and third embodiments. By setting the upper limit in the vicinity of 24 kHz according to the Nyquist condition for the above, the same effect can be obtained except that the extension band is limited compared to the above embodiment.
[0104]
(Embodiment 5)
FIG. 8 is a circuit block diagram showing a configuration example of a speech processing apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. In FIG. 8, a voice processing device 7000 As in the case of the third and fourth embodiments, the decoding processing unit 1100, the oversampling unit 1200, the extended band generation unit 1300, the band variable bandpass filter 1500, the bandpass filter controller 1600, and the band determination Part 1700.
[0105]
The difference between the present embodiment and the third and fourth embodiments is that the decoding processing unit 1100 and the band determination unit 1700 are configured as shown in FIG.
[0106]
In FIG. 9, the decode processing unit 1100 includes an auxiliary information analysis unit 1110, a subband data generation unit 1150, a PCM data generation unit 1130, and a subband amplitude information transmission unit 1160.
[0107]
As in the case of the fourth embodiment, the auxiliary information analysis unit 1110 is a block that analyzes auxiliary information serving as decoding information of an input encoded signal. For example, for an encoded signal conforming to the MPEG audio standard, Block that analyzes stream header information (sampling frequency information, bit rate information, layer information, etc.) and extracts decoding information (bit allocation information of each audio quantized data, scale factor for inverse quantization processing, etc.) It is.
[0108]
The subband data generation unit 1150 is a block that generates subband data based on the auxiliary information extracted by the auxiliary information analysis unit 1110. For example, the subband data generation unit 1150 performs subband data extraction, dequantization processing, and the like. It has a function to generate data.
[0109]
The PCM data generation unit 1130 is a block that generates PCM data from subband data, and converts the subband data into PCM data by performing band synthesis processing such as a polyphase filter bank method on each subband signal. It has the function to do.
[0110]
The subband amplitude information transmission unit 1160 has a function of transmitting the amplitude information of the subband data of each band generated by the subband data generation unit 1150 to the outside.
[0111]
Band determining section 1700 includes subband amplitude information receiving section 1730 that receives amplitude information of subband data transmitted from subband amplitude information transmitting section 1160 in decode processing section 1100.
[0112]
Next, in the audio processing apparatus configured as described above, in this embodiment, an audio encoded signal encoded by the MPEG1 audio standard encoding method having a sampling frequency of 48 kHz is input and decoded into an audio signal. The case will be described. In the present embodiment, for ease of explanation, it is assumed that the encoding method is a bit stream encoded in layer 2 of the MPEG1 audio standard, and further, band characteristics are obtained by compression encoding processing at the time of encoding. Is deteriorated to 16 kHz or less.
[0113]
In this case, when an audio encoded signal encoded by the MPEG1 audio standard layer 2 is input to the decoding processing unit 1100 in the present embodiment, first, the auxiliary information analyzing unit 1110 decodes the input encoded signal. Auxiliary information that is information is analyzed. Next, subband data generation section 1150 performs extraction of the audio quantized signal and inverse quantization processing of the audio quantized signal based on the stream header information and decoding information analyzed by auxiliary information analyzing section 1110. Thus, 32 subband data are generated. At this time, subband data generation section 1150 outputs subband data, and outputs amplitude information of 32 pieces of subband data to subband amplitude information transmission section 1160. Further, the subband amplitude information transmission unit 1160 transmits the amplitude information of the subband data to the band determination unit 1700.
[0114]
The PCM data generation unit 1130 performs band synthesis processing on the 32 subband data output from the subband data generation unit 1150 to generate PCM data.
[0115]
In this case, the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100 in the present embodiment has a band characteristic of 16 kHz or less from the above encoding conditions, and the oversampling process by the oversampling unit 1200 and the band extension by the extension band generation unit 1300 Since the generation of components is performed in the same manner as in the second to fourth embodiments, detailed description thereof is omitted.
[0116]
In band determination section 1700, subband amplitude information transmitted from subband amplitude information transmission section 1160 of decode processing section 1100 is received by internal subband amplitude information reception section 1730, and band determination information is generated from the subband amplitude information. Then, band determination information is transmitted to the bandpass filter controller 1600, and thereafter, the same operation as in the fourth embodiment is performed.
[0117]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to control the extension band by introducing the band determining unit 1700, the band variable bandpass filter 1500, and the bandpass filter controller 1600 as constituent elements. Therefore, it is possible to realize good high-quality sound reproduction.
[0118]
In addition, the sub-band amplitude information transmitting unit 1160 is provided in the decoding processing unit 1100 and the sub-band amplitude information receiving unit 1730 is provided in the band determining unit 1700, so that the extension band can be automatically controlled without requiring external control. Is possible.
[0119]
Further, in the present embodiment, since the band determination process is performed using the subband amplitude information generated by the decoding process by the decoding processing unit 1100, a spectrum analyzer is newly added as in the case of the third embodiment. Since the band determination information is not generated by using this, the processing amount required for the band determination can be reduced.
[0120]
In the present embodiment, the case where the oversampling unit 1200 is included has been described. However, even when the oversampling unit is not included, the upper limit frequency FcH is decoded to the decoding processing unit 1100 as in the second to fourth embodiments. By setting the upper limit in the vicinity of 24 kHz in accordance with the Nyquist condition for the above, the same effect can be obtained except that the extension band is limited as compared to the above embodiment.
[0121]
[0122]
[0123]
[0124]
[0125]
[0126]
[0127]
[0128]
[0129]
[0130]
[0131]
[0132]
[0133]
[0134]
[0135]
[0136]
[0137]
(Embodiment 6 )
FIG. The embodiment of the present invention 6 It is a circuit block diagram which shows the example of 1 structure of the audio processing apparatus which concerns on. FIG. In the third embodiment, the voice processing device 9000 is different from the third embodiment. 5 As in the case of, the decoding processing unit 1100, the oversampling unit 1200, the extended band generation unit 1300, the band variable bandpass filter 1500, the bandpass filter controller 1600, and the band determination unit 1700 are configured.
[0138]
The difference between the present embodiment and the third to sixth embodiments is that the decoding processing unit 1100 and the band determining unit 1700 FIG. The configuration is as shown in FIG.
[0139]
FIG. The decoding processing unit 1100 includes an auxiliary information analysis unit 1110, a decoding core unit 1170, and a bit rate information transmission unit 1190.
[0140]
The auxiliary information analysis unit 1110 is a block that analyzes auxiliary information serving as decoding information of an input encoded signal, as in the case of the fourth to sixth embodiments. For example, the auxiliary information analyzing unit 1110 can process an encoded signal that conforms to the MPEG audio standard. Analysis of stream header information (sampling frequency information, bit rate information, layer information, etc.) and extraction of decoding information (bit allocation information of each audio quantized data, scale factor for inverse quantization processing, etc.) This is a block to be performed, and at least the bit rate information is extracted and output to the bit rate information transmission unit 1190.
[0141]
As in the case of the sixth embodiment, the decode core unit 1170 performs a decoding process based on the auxiliary information extracted by the auxiliary information analysis unit 1110 to generate PCM data.
[0142]
Also, the bit rate information transmission unit 1190 has a function of transmitting the bit rate information generated by the auxiliary information analysis unit 1110 to the outside.
[0143]
The band determination unit 1700 includes a bit rate information receiving unit 1750 that receives bit rate information transmitted from the bit rate information transmitting unit 1190 inside the decoding processing unit 1100.
[0144]
Next, in the audio processing apparatus configured as described above, in this embodiment, an audio encoded signal encoded by the MPEG1 audio standard encoding method having a sampling frequency of 48 kHz is input and decoded into an audio signal. The case will be described.
[0145]
In this case, when an audio encoded signal encoded by the MPEG1 audio standard layer 2 is input to the decoding processing unit 1100 in the present embodiment, first, the auxiliary information analyzing unit 1110 decodes the input encoded signal. Auxiliary information that is information is analyzed. At this time, the auxiliary information analysis unit 1110 performs at least extraction of bit rate information and output to the bit rate information transmission unit 1190.
[0146]
Next, the decode core unit 1170 performs a decoding process based on the auxiliary information extracted by the auxiliary information analysis unit 1110 to generate PCM data.
[0147]
In this case, the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100 in the present embodiment has a band characteristic of 16 kHz or less from the above encoding conditions, and the oversampling process by the oversampling unit 1200 and the band extension by the extension band generation unit 1300 Since the generation of the components is performed in the same manner as in the second to sixth embodiments, detailed description thereof is omitted.
[0148]
In the band determining unit 1700, the internal bit rate information receiving unit 1750 receives the bit rate information transmitted from the bit rate information transmitting unit 1190 of the decoding processing unit 1100, generates band determining information from the bit rate information, and generates a band pass filter. The bandwidth determination information is transmitted to the controller 1600, and thereafter the same operation as in the fourth embodiment is performed.
[0149]
The frequency characteristics of the bit rate information and the PCM data to be decoded generally tend to widen the frequency range as the bit rate increases. However, the frequency characteristics of the specific bit characteristics are not necessarily limited to a specific bit rate. The range is not defined. However, by associating specific bit rate information with a specific frequency characteristic, for example, when encoding at a fixed bit rate is performed, a band extension region is fixedly set. Thus, a relatively stable band expansion process is performed.
[0150]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to control the extension band by introducing the band determining unit 1700, the band variable bandpass filter 1500, and the bandpass filter controller 1600 as constituent elements. Therefore, it is possible to realize good high-quality sound reproduction.
[0151]
In addition, by providing the bit rate information transmitting unit 1190 in the decoding processing unit 1100 and the bit rate information receiving unit 1750 in the band determining unit 1700, the extension band is automatically controlled without requiring external control. It is possible.
[0152]
Further, in the present embodiment, since the band determination process is performed using the bit rate information generated by the decoding process by the decoding processing unit, a spectrum analyzer is newly used as in the third embodiment. Since the bandwidth determination information is not generated, the processing amount required for bandwidth determination can be reduced.
[0153]
In addition, as described above, when encoding at a fixed bit rate is performed by associating bit rate information with a specific frequency characteristic, a band extension region is fixedly set. Extended processing can be realized.
[0154]
In the present embodiment, the case where the oversampling unit 1200 is included has been described. However, even when the oversampling unit is not included, the upper limit frequency FcH is decoded by the decoding processing unit 1100 as in the second to sixth embodiments. By setting the upper limit in the vicinity of 24 kHz according to the Nyquist condition for the above, the same effect can be obtained except that the extension band is limited as compared to the above embodiment.
[0155]
(Embodiment 7 )
FIG. The embodiment of the present invention 7 It is a circuit block diagram which shows the example of 1 structure of the audio processing apparatus which concerns on. FIG. In the third embodiment, the voice processing device 9100 6 As in the case of, the decoding processing unit 1100, the oversampling unit 1200, the extended band generation unit 1300, the band variable bandpass filter 1500, the bandpass filter controller 1600, and the band determination unit 1700 are configured.
[0156]
This embodiment starts from the third embodiment 6 The difference from the above case is that the decoding processing unit 1100 and the band determining unit 1700 FIG. The configuration is as shown in FIG.
[0157]
FIG. The decoding processing unit 1100 includes an auxiliary information analysis unit 1110, a decoding core unit 1170, a bit rate information transmission unit 1190, and a sampling frequency information transmission unit 1191.
[0158]
The auxiliary information analysis unit 1110 is a block that analyzes auxiliary information serving as decoding information of an input encoded signal, as in the case of the fourth to seventh embodiments. For example, the auxiliary information analyzing unit 1110 performs processing on an encoded signal that conforms to the MPEG audio standard. Analysis of stream header information (sampling frequency information, bit rate information, layer information, etc.) and extraction of decoding information (bit allocation information of each audio quantized data, scale factor for inverse quantization processing, etc.) This is a block to be performed, and at least the bit rate information is extracted and output to the bit rate information transmission unit 1190.
[0159]
The decode core unit 1170 is the same as the embodiment 6's Similarly to the case, based on the auxiliary information extracted by the auxiliary information analysis unit 1110, decoding processing is performed to generate PCM data.
[0160]
In addition, the bit rate information transmission unit 1190 is the same as that in the embodiment. 6 As in, the bit rate information generated by the auxiliary information analysis unit 1110 is transmitted to the outside.
[0161]
The sampling frequency information transmission unit 1191 has a function of transmitting the sampling frequency information generated by the auxiliary information analysis unit 1110 to the outside.
[0162]
The band determination unit 1700 transmits the bit rate information receiving unit 1750 that receives the bit rate information transmitted from the bit rate information transmitting unit 1190 inside the decoding processing unit 1100 and the sampling frequency information transmitting unit 1191 inside the decoding processing unit 1100. A sampling frequency information receiving unit 1760 for receiving the sampling frequency information to be received, and a band determination information generating unit 1770.
[0163]
Bit rate information receiver 1750 6 As in the case of, it has a function of receiving bit rate information generated by the auxiliary information analysis unit 1110.
[0164]
Further, the sampling frequency information receiving unit 1760 has a function of receiving the sampling frequency information generated by the auxiliary information analyzing unit 1110.
[0165]
Further, the band determination information generation unit 1770 generates optimal band determination information from the combination of the bit rate information transmitted to the bit rate information reception unit 1750 and the sampling frequency information transmitted to the sampling frequency information reception unit 1760. For example, it is realized by tabulating band determination information using a combination of bit rate information and sampling frequency as pointer information.
[0166]
Next, in the audio processing apparatus configured as described above, in this embodiment, an audio encoded signal encoded by the MPEG1 audio standard encoding method having a sampling frequency of 48 kHz is input and decoded into an audio signal. The case will be described.
[0167]
In this case, when an audio encoded signal encoded by the MPEG1 audio standard layer 2 is input to the decoding processing unit 1100 in the present embodiment, first, the auxiliary information analyzing unit 1110 decodes the input encoded signal. Auxiliary information that is information is analyzed. At this time, the auxiliary information analysis unit 1110 performs at least extraction of bit rate information, output to the bit rate information transmission unit 1190, extraction of sampling frequency information, and output to the sampling information transmission unit 1191.
[0168]
Next, the decode core unit 1170 performs a decoding process based on the auxiliary information extracted by the auxiliary information analysis unit 1110 to generate PCM data.
[0169]
In this case, the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100 according to the present embodiment has a band characteristic of 16 kHz or less from the above encoding conditions, and the oversampling process by the oversampling unit 1200 and the band extension by the extension band generation unit 1300 Since the generation of components is performed in the same manner as in the second to seventh embodiments, detailed description thereof is omitted.
[0170]
In the band determination unit 1700, the bit rate information transmitted from the bit rate information transmission unit 1190 of the decoding processing unit 1100 is received by the internal bit rate information reception unit 1750, and similarly, the sampling frequency information transmitted from the sampling information transmission unit 1191 Is received by the internal sampling frequency information receiving unit 1760.
[0171]
Next, band determination information generation section 1770 generates optimal band determination information from the combination of the bit rate information transmitted to bit rate information reception section 1750 and the sampling frequency information transmitted to sampling frequency information reception section 1760. Then, the band determination information is transmitted to the bandpass filter controller 1600, and thereafter, the same operation as in the fourth embodiment is performed.
[0172]
The frequency characteristics of the bit rate information and the PCM data to be decoded generally tend to widen the frequency range as the bit rate increases. However, the frequency characteristics of the specific bit characteristics are not necessarily limited to a specific bit rate. The range is not defined. However, by associating specific bit rate information with a specific frequency characteristic, for example, when encoding at a fixed bit rate is performed, a band extension region is fixedly set. Thus, a relatively stable band expansion process is performed.
[0173]
In addition, in the present embodiment, since band determination information is generated together with the sampling frequency information, it is possible to perform more optimal band determination than in the case of band determination processing using only bit rate information.
[0174]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to control the extension band by introducing the band determining unit 1700, the band variable bandpass filter 1500, and the bandpass filter controller 1600 as constituent elements. Therefore, it is possible to realize good high-quality sound reproduction.
In addition, a bit rate information transmission unit 1190 and a sampling frequency information transmission unit 1191 are provided in the decoding processing unit 1100, and a bit rate information reception unit 1750, a sampling frequency information reception unit 1760, and band determination information are provided in the band determination unit 1700. By providing the generation unit 1770, the extension band can be automatically controlled without requiring external control.
[0176]
Furthermore, in this embodiment, since the band determination process is performed using the bit rate information and the sampling frequency information generated by the decoding process by the decoding processing unit, the spectrum analyzer is not used as in the third embodiment. Since the band determination information is not newly generated and generated, the processing amount required for the band determination can be reduced.
[0177]
In addition, as described above, when encoding at a fixed bit rate is performed by associating bit rate information with a specific frequency characteristic, a band extension region is fixedly set. Extended processing can be realized.
[0178]
In this embodiment, the case where the oversampling unit 1200 is included has been described. However, even when the oversampling unit is not included, the upper limit frequency FcH is decoded by the decoding processing unit 1100 as in the second to seventh embodiments. By setting the upper limit in the vicinity of 24 kHz according to the Nyquist condition for the above, the same effect can be obtained except that the extension band is limited compared to the above embodiment.
[0179]
(Embodiment 8 )
FIG. These are the circuit block diagrams which show the example of 1 structure of the speech processing unit concerning Embodiment 9 of this invention. FIG. In the same manner as in the third to eighth embodiments, the audio processing device 9200 includes a decoding processing unit 1100, an oversampling unit 1200, an extension band generation unit 1300, a band variable bandpass filter 1500, and a bandpass filter. A controller 1600 and a band determination unit 1700 are included.
[0180]
This embodiment starts from the third embodiment 7 The difference from the above case is that the decoding processing unit 1100 and the band determining unit 1700 FIG. The configuration is as shown in FIG.
[0181]
FIG. The decoding processing unit 1100 includes an auxiliary information analysis unit 1110, a decoding core unit 1170, a bit rate information transmission unit 1190, a sampling frequency information transmission unit 1191, and a layer information transmission unit 1192.
[0182]
The auxiliary information analysis unit 1110 is a block that analyzes auxiliary information serving as decoding information of an input encoded signal, as in the case of the fourth to eighth embodiments. For example, the auxiliary information analyzing unit 1110 can process an encoded signal that conforms to the MPEG audio standard. Analysis of stream header information (sampling frequency information, bit rate information, layer information, etc.) and extraction of decoding information (bit allocation information of each audio quantized data, scale factor for inverse quantization processing, etc.) This is a block to be performed, and at least the bit rate information is extracted and output to the bit rate information transmission unit 1190.
[0183]
The decode core unit 1170 is the same as in the sixth embodiment. And 7 In the same manner as described above, based on the auxiliary information extracted by the auxiliary information analysis unit 1110, decoding processing is performed to generate PCM data.
[0184]
In addition, the bit rate information transmission unit 1190 is the same as that in the embodiment. 6 As in, the bit rate information generated by the auxiliary information analysis unit 1110 is transmitted to the outside.
[0185]
The sampling frequency information transmission unit 1191 has a function of transmitting the sampling frequency information generated by the auxiliary information analysis unit 1110 to the outside.
[0186]
The layer information transmission unit 1192 has a function of transmitting the layer information generated by the auxiliary information analysis unit 1110 to the outside.
[0187]
The band determination unit 1700 transmits the bit rate information receiving unit 1750 that receives the bit rate information transmitted from the bit rate information transmitting unit 1190 inside the decoding processing unit 1100 and the sampling frequency information transmitting unit 1191 inside the decoding processing unit 1100. A sampling frequency information receiving unit 1760 for receiving the sampling frequency information, a layer information receiving unit 1780 for receiving layer information transmitted from the layer information transmitting unit 1192 in the decoding processing unit 1100, a band determination information generating unit 1770, It is comprised including.
[0188]
Bit rate information receiver 1750 6 As in the case of, it has a function of receiving bit rate information generated by the auxiliary information analysis unit 1110.
[0189]
Further, the sampling frequency information receiving unit 1760 has a function of receiving the sampling frequency information generated by the auxiliary information analyzing unit 1110.
[0190]
The layer information receiving unit 1780 has a function of receiving layer information generated by the auxiliary information analyzing unit 1110.
[0191]
Further, the band determination information generation unit 1770 includes bit rate information transmitted to the bit rate information reception unit 1750, sampling frequency information transmitted to the sampling frequency information reception unit 1760, and layer transmitted to the layer information reception unit 1780. The optimum band determination information is generated from the combination with the information, and is realized, for example, by tabulating the band determination information with the combination of bit rate information, sampling frequency, and layer information as pointer information.
[0192]
Next, in the audio processing apparatus configured as described above, in this embodiment, an audio encoded signal encoded by the MPEG1 audio standard encoding method having a sampling frequency of 48 kHz is input and decoded into an audio signal. The case will be described.
[0193]
In this case, when an audio encoded signal encoded by the MPEG1 audio standard layer 2 is input to the decoding processing unit 1100 in the present embodiment, first, the auxiliary information analyzing unit 1110 decodes the input encoded signal. Auxiliary information that is information is analyzed. At this time, the auxiliary information analyzing unit 1110 extracts at least bit rate information, outputs to the bit rate information transmitting unit 1190, extracts sampling frequency information, outputs to the sampling information transmitting unit 1191, extracts layer information, Output to the layer information transmission unit 1192 is performed.
[0194]
Next, the decode core unit 1170 performs a decoding process based on the auxiliary information extracted by the auxiliary information analysis unit 1110 to generate PCM data.
[0195]
In this case, the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100 in the present embodiment has a band characteristic of 16 kHz or less from the above encoding conditions, and the oversampling process by the oversampling unit 1200 and the band extension by the extension band generation unit 1300 The generation of the components is any of Embodiments 2 to 2. 6 Since this is the same as in the case of, detailed description is omitted.
[0196]
In the band determination unit 1700, the bit rate information transmitted from the bit rate information transmission unit 1190 of the decoding processing unit 1100 is received by the internal bit rate information reception unit 1750, and the sampling frequency information transmitted from the sampling frequency information transmission unit 1191 is received. The layer information receiving unit 1760 receives the layer information received from the internal sampling frequency information receiving unit 1760 and similarly receives the layer information transmitted from the layer information transmitting unit 1192.
[0197]
Next, the band determination information generation unit 1770 transmits the bit rate information transmitted to the bit rate information reception unit 1750, the sampling frequency information transmitted to the sampling frequency information reception unit 1760, and the layer information reception unit 1780. The optimum band determination information is generated from the combination with the layer information, and the band determination information is transmitted to the bandpass filter controller 1600. Thereafter, the same operation as in the fourth embodiment is performed.
[0198]
The frequency characteristics of the bit rate information and the PCM data to be decoded generally tend to widen the frequency range as the bit rate increases. However, the frequency characteristics of the specific bit characteristics are not necessarily limited to a specific bit rate. The range is not defined. However, by associating specific bit rate information with a specific frequency characteristic, for example, when encoding at a fixed bit rate is performed, a band extension region is fixedly set. Thus, a relatively stable band expansion process is performed.
[0199]
Moreover, in the present embodiment, the embodiment 7 Compared with the above case, the band determination information is generated together with the layer information, so that the optimum band determination can be made correspondingly. For example, according to the MPEG audio standards ISO / IEC11172-3: 1993 and 13818-3: 1996, the layer rate is different between the layer 2 and the layer 3 because the bit rate is different even with the same bit rate index value. By using it as a determination material, more accurate band determination is possible.
[0200]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to control the extension band by introducing the band determining unit 1700, the band variable bandpass filter 1500, and the bandpass filter controller 1600 as constituent elements. Therefore, it is possible to realize good high-quality sound reproduction.
[0201]
In addition, a bit rate information transmission unit 1190, a sampling frequency transmission unit 1191, and a layer information transmission unit 1192 are provided in the decoding processing unit 1100, and a bit rate information reception unit 1750, a sampling frequency information reception unit 1760, a layer are provided in the band determination unit 1700. By providing the information receiving unit 1780 and the band determination information generating unit 1770, it is possible to automatically control the extension band without requiring external control.
[0202]
Furthermore, in this embodiment, since the band determination process is performed using the bit rate information, sampling frequency information, and layer information generated by the decoding process by the decoding processing unit, as in the case of the third embodiment. In addition, since the band determination information is not generated by newly using the spectrum analyzer, the processing amount required for the band determination can be reduced.
[0203]
In addition, as described above, when encoding at a fixed bit rate is performed by associating bit rate information with a specific frequency characteristic, a band extension region is fixedly set. Extended processing can be realized.
[0204]
In the present embodiment, the case where the oversampling unit 1200 is included has been described. However, even in the case where the oversampling unit is not included, the upper limit frequency FcH is decoded by the decoding processing unit 1100 as in the first to fifth embodiments. By setting the upper limit in the vicinity of 24 kHz according to the Nyquist condition for the above, the same effect can be obtained except that the extension band is limited compared to the above embodiment.
[0205]
(Embodiment 9 )
FIG. The embodiment of the present invention 9 It is a circuit block diagram which shows the example of 1 structure of the audio processing apparatus which concerns on. FIG. The audio processing device 9300 includes a decoding processing unit 1100, an oversampling unit 1200, an extension band generation unit 1300, a band variable bandpass filter 1500, a bandpass filter controller 1600, and a band determination unit 1700. The configuration is the same as in the third to ninth embodiments.
[0206]
This embodiment starts from the third embodiment 8 The difference from the above case is that a band determination information smoothing unit 1910 is included as a component in the band determination unit 1700.
[0207]
The band determination information smoothing unit 1910 has a function of performing a smoothing process on the band determination information transmitted from the decoding processing unit 1100, and even if the band determination information fluctuates suddenly, the band determination information smoothing unit 1910 is changed by the smoothing process. It has a function to suppress the degree of. The smoothing process can be easily realized by using an IIR filter such as a time constant circuit and mixing the preprocessed data at a certain ratio.
[0208]
Next, the operation of the speech processing apparatus configured as described above will be described. In this case, when an audio encoded signal is input to decoding processing section 1100 in this embodiment, decoding is performed by decoding processing section 1100 in this embodiment and PCM data is output. In this embodiment, the band determination information is assumed to be spectrum information for easy explanation.
[0209]
On the other hand, the band determination unit 1700 performs frequency analysis on the PCM data from the decoding processing unit 1100 based on the decoding information from the decoding processing unit 1100, generates band determination information for the PCM data from the analysis result, Further, after the smoothing process is performed by the band determination information smoothing unit 1910, the band determination information is transmitted to the bandpass filter controller 1600.
[0210]
Here, in the band determination unit 1700, the smoothing process by the band determination information smoothing unit 1910 reduces the followability of the band expansion process to the frequency characteristics of the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100. When the frequency characteristics of the band change significantly, the fluctuation of the band extension region is reduced, and a relatively stable band extension process can be realized.
[0211]
As described above, by providing the band determination information smoothing unit 1910, it is possible to automatically suppress an excessive change in the band extension region with respect to the frequency variation of the PCM data to be reproduced. Stable bandwidth expansion playback can be realized.
[0212]
(Embodiment 10 )
FIG. The embodiment of the present invention 10 It is a circuit block diagram which shows the example of 1 structure of the audio processing apparatus which concerns on. FIG. The audio processing device 9400 includes a decoding processing unit 1100, an oversampling unit 1200, an extension band generation unit 1300, a band variable bandpass filter 1500, a bandpass filter controller 1600, and a band determination unit 1700. In the point which is comprised, it is the same as that of the case of Embodiment 3-10.
[0213]
This embodiment starts from the third embodiment 9 The difference from this case is that the audio processing device 9400 further includes a band determination interval setting unit 1800 as a component.
[0214]
The band determination interval setting unit 1800 has a function of setting a time interval of band determination processing in the band determination unit 1700 according to an external input. The band determination unit 1700 is a band instructed by the band determination interval setting unit 1800. Bandwidth determination processing is performed in accordance with the determination interval time.
[0215]
Next, the operation of the speech processing apparatus configured as described above will be described. In this case, when an audio encoded signal is input to decoding processing section 1100 in this embodiment, decoding is performed by decoding processing section 1100 in this embodiment and PCM data is output.
[0216]
On the other hand, the band determination unit 1700 performs frequency analysis on the PCM data from the decoding processing unit 1100 based on the decoding information from the decoding processing unit 1100, generates band determination information for the PCM data from the analysis result, Band determination information is transmitted to the band pass filter controller 1600.
[0217]
Here, in the band determination unit 1700, the time interval of the band determination process is set in advance via the band determination interval setting unit 1800 from the outside.
[0218]
Therefore, when the time interval instructed from the outside is set to be short, as a result, it responds sensitively to the decode information from the decode processing unit 1100. The followability of the band expansion process with respect to the frequency characteristic of the PCM data to be decoded becomes high.
[0219]
On the other hand, when the time interval instructed from the outside is set to be long, the followability of the band expansion processing to the frequency characteristics of the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100 is low. For example, the frequency of the PCM data In the case where the characteristics change remarkably, on the contrary, as the interval of the band determination process becomes longer, the fluctuation of the band extension area is reduced, and a relatively stable band extension process can be realized.
[0220]
In this manner, by providing the band determination interval setting unit 1800, it is possible to adjust the band expansion process according to the characteristics of the PCM data to be reproduced, user preferences, and the like.
[0221]
(Embodiment 11 )
FIG. These are block diagrams which show the example of 1 structure of the speech processing unit concerning Embodiment 12 of this invention. FIG. The audio processing device 9500 includes a decoding processing unit 1100, an oversampling unit 1200, an extension band generation unit 1300, a band variable bandpass filter 1500, a bandpass filter controller 1600, and a band determination unit 1700. In the point which is comprised, it is the same as that of the case of Embodiment 3-11.
[0222]
This embodiment starts from the third embodiment 10 The difference from this case is that the audio processing device 9500 further includes a band determination threshold setting unit 1900 as a component.
[0223]
The band determination threshold setting unit 1900 has a function of setting a level threshold for determining the presence / absence of subband amplitude or spectrum information for each band of the band determination processing in the band determination unit 1700 according to an external input. The determination unit 1700 performs a band determination process in accordance with the band determination level threshold specified by the band determination threshold setting unit 1900.
[0224]
Next, the operation of the speech processing apparatus configured as described above will be described. In this case, when an audio encoded signal is input to the decoding processing unit 1100 in the present embodiment, decoding is performed by the decoding processing unit 1100 in the present embodiment and PCM data is output.
[0225]
On the other hand, the band determination unit 1700 performs frequency analysis on the PCM data from the decoding processing unit 1100 based on the decoding information from the decoding processing unit 1100, generates band determination information for the PCM data from the analysis result, Band determination information is transmitted to the band pass filter controller 1600.
[0226]
Here, in the band determination unit 1700, a level threshold value for determining the presence / absence of subband amplitude or spectrum information for each band of the band determination process is set in advance via the band determination threshold setting unit 1900 from the outside. .
[0227]
Therefore, when the level threshold value designated from the outside is set to be low, as a result, the highest bandwidth of the band characteristics for the PCM data output from the decode processing unit 1100 with respect to the decode information from the decode processing unit 1100 Therefore, the extension band of the band extension process for the frequency characteristics of the PCM data decoded by the decode processing unit 1100 is set narrower.
[0228]
On the other hand, when the level threshold value designated from the outside is set higher, as a result, the highest bandwidth of the band characteristics for the PCM data output from the decode processing unit 1100 with respect to the decode information from the decode processing unit 1100 Is set to a lower value, and accordingly, the extension band of the band extension process for the frequency characteristics of the PCM data decoded by the decode processing unit 1100 is set wider.
[0229]
In this manner, by providing the band determination threshold setting unit 1900, it is possible to adjust the magnitude of the effect of the band expansion process according to the characteristics of the PCM data to be reproduced, the user's preference, and the like.
[0230]
(Embodiment 12 )
FIG. The embodiment of the present invention 12 It is a circuit block diagram which shows the example of 1 structure of the audio processing apparatus which concerns on. FIG. The audio processing device 9600 includes a decoding processing unit 1100, an oversampling unit 1200, an extension band generation unit 1300, a band variable bandpass filter 1500, a bandpass filter controller 1600, and a band determination unit 1700. The configuration is the same as in the case of the third to twelfth embodiments.
[0231]
This embodiment starts from the third embodiment 11 The difference is that the audio processing device 9600 includes a filter coefficient table 1920 as a constituent element, and a band-by-decoder band determination information designation table 1790 as a band-by-decoder determination switching unit within the band determination unit 1700. It is in the point to have.
[0232]
In the present embodiment, for ease of explanation, the decoding processing unit 1100 and the band determining unit 1700 FIG. It is assumed that the configuration is as follows.
[0233]
The filter coefficient table 1920 stores filter tap coefficients used in the band-variable bandpass filter 1500 composed of a plurality of combinations. By specifying the filter type as pointer information, tap coefficients having different filter characteristics can be banded. The variable bandpass filter 1500 can be loaded.
[0234]
FIG. The decoding processing unit 1100 includes a decoding unit 1193 and a decoding parameter information transmitting unit 1194, and the decoding unit 1193 includes a decoder switching unit 1195, an MPEG audio decoding unit 1196, and an AC3 decoding unit 1197. The
[0235]
The decoding unit 1193 has a function of decoding audio bitstreams input from the outside. The decoding unit is specified and switched by the internal decoder switching unit 1195, and at the same time the decoding parameter information is decoded. Is transmitted to the decode parameter information transmission unit 1194.
[0236]
In the present embodiment, in order to facilitate the explanation, MPEG audio decoding means 1196 and AC3 decoding means 1197 are included in the decoding unit 1193, but the MPEG audio decoding means 1196 is encoded by the MPEG audio system. Means for decoding an audio bitstream, and further has a function of transmitting sampling frequency information, bit rate index information, and layer information as decoding parameter information to the decoding parameter information transmitting unit 1194 in parallel with the decoding processing; Reference numeral 1197 denotes a means for decoding an audio bitstream encoded by the Dolby AC3 system. Further, in parallel with the decoding process, 1197 is used as sampling parameter information and sampling frequency information. Shall have the function of transmitting the vector information to the decoding parameter information sending section 1194.
[0237]
The decode parameter information transmission unit 1194 has a function of transmitting the decode parameter information sent from the decode unit 1193 to the outside.
[0238]
The band determination unit 1700 includes a decode parameter information reception unit 1792, a decoder designation information reception unit 1791, and a decoder-specific band decision information designation table 1790.
[0239]
The decode parameter information receiving unit 1792 has a function of receiving the decode parameter information transmitted from the decode parameter information transmitting unit 1194 inside the decode processing unit 1100 and transmitting the decode parameter information to the decoder-specific band determination information specifying table 1790.
[0240]
The decoder designation information receiving unit 1791 has a function of receiving decoder designation information designated from outside and transmitting the decoder designation information to the decoder-specific band determination information designation table 1790.
[0241]
The band determination information designation table 1790 for each decoder includes the filter coefficient pointer information of the filter coefficient table 1920 based on the decode parameter information transmitted from the decode parameter information receiving unit 1792 and the decoder designation information transmitted from the decoder designation information receiving unit 1791. Is generated.
[0242]
Further, in order to facilitate the description of the present embodiment, table data configuration examples of the decoder-specific band determination information designation table 1790 and the filter coefficient table 1920 are respectively shown. FIG. and FIG. It shows.
[0243]
FIG. Shows a table configuration in the case of MPEG audio and AC3 in the decoder-specific band determination information designation table 1790. In the case of MPEG audio, the filter coefficient is determined from the combination of sampling information, bit rate index information, and layer information. Any one of TBL0 to TBL9 is generated as the filter coefficient pointer information of the table 1920. In the case of AC3, any of TBL0 to TBL9 is similarly used as the filter coefficient pointer information of the filter coefficient table 1920 in the case of AC3. It is the structure which generates the value.
[0244]
still, FIG. In the above description, the case where the designated decoder is MPEG audio and the case of AC3 is described as an example, but it goes without saying that there are as many tables for each decoder as there are decoders supported by this system.
[0245]
FIG. Shows the data structure of the filter coefficient table 1920, and designates the filter tap coefficient to be loaded to the band variable bandpass filter 1500 from the filter coefficient pointer information of TBL0 to TBL9 designated by the band judgment information designation table 1790 for each decoder. It is a table to do.
[0246]
In the audio processing apparatus configured as described above, in this embodiment, first, audio encoding encoded by the encoding method of the MPEG audio standard of layer 2 in which the sampling frequency is 44.1 kHz and the bit rate index information is 9. A case where a signal is input and decoded into an audio signal will be described.
[0247]
When an audio encoded signal encoded by the MPEG1 audio standard layer 2 is input to the decoding processing unit 1100 in this embodiment, the decoding unit 1193 limits the decoder to MPEG audio by the decoder switching means 1195, and MPEG The audio decoding unit 1196 performs decoding processing to generate PCM data, and at the same time, transmits sampling frequency information, bit rate index information, and layer information to the decoding parameter information transmission unit 1194.
[0248]
In this case, the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100 in the present embodiment is the same as that of the second embodiment in the oversampling processing by the oversampling unit 1200 and the generation of the band extension component by the extension band generation unit 1300. 6 Since this is the same as in the case of, detailed description is omitted.
[0249]
In the band determining unit 1700, the decode parameter information receiving unit 1792 receives the decode parameter information transmitted from the decode parameter information transmitting unit 1194. Here, in the decoder designation information receiving unit 1791, “MPEG audio” is designated as decoder designation information from the outside.
[0250]
Next, in the decoder-specific band determination information designation table 1790, the decoder designation information is received from the decoder designation information receiving unit 1791 and the decode parameter information is received from the decode parameter information receiving unit 1792, and the decoder designation information is MPEG audio. As the parameter information, the sampling frequency information is “44.1 kHz”, the layer information is “layer 2”, and the bit rate index information is “9”. FIG. “TBL5” is transmitted to the band-pass filter controller 1600 as the filter coefficient pointer information.
[0251]
Further, in the band pass filter controller 1600, the filter coefficient pointer information is “TBL5”. FIG. The filter tap coefficient Coeff [51] to Coeff [5n] is loaded into the band-variable bandpass filter 1500 by the filter coefficient table 1920 shown in FIG. To be implemented.
[0252]
Next, in the present embodiment, a case will be described in which an audio encoded signal with a sampling frequency of 48 kHz encoded by the AC3 standard encoding method is input and decoded into an audio signal.
[0253]
When an audio encoded signal encoded by AC3 is input to decoding processing unit 1100 in this embodiment, decoding unit 1193 restricts the decoder to AC3 by decoder switching unit 1195, and AC3 decoding unit 1196 performs decoding processing. To generate the PCM data and simultaneously transmit the sampling frequency information and the spectrum information to the decode parameter information transmission unit 1194. Here, in order to facilitate the description of the present embodiment, it is assumed that the spectrum information generated by the AC3 decoding unit 1197 is one of 10 indexed values. In this case, “1” is set to “1”. Suppose that it was generated.
[0254]
In this case, the PCM data decoded by the decoding processing unit 1100 according to the present embodiment is the same as the MPEG processing according to the present embodiment, both of the oversampling processing by the oversampling unit 1200 and the generation of the band extension component by the extension band generation unit 1300. It is implemented in the same way as for audio.
[0255]
In the band determining unit 1700, the decode parameter information receiving unit 1792 receives the decode parameter information transmitted from the decode parameter information transmitting unit 1194. Here, in the decoder designation information receiving unit 1791, “AC3” is designated as decoder designation information from the outside.
[0256]
Next, in the decoder-specific band determination information designation table 1790, the decoder designation information is received from the decoder designation information receiving unit 1791 and the decode parameter information is received from the decode parameter information receiving unit 1792, and the decoder designation information is “AC3”. As the decoding parameter information, the sampling frequency information is “48 kHz” and the spectrum information is “1”. FIG. “TBL3” is transmitted to the bandpass filter controller 1600 as the filter coefficient pointer information.
[0257]
Further, in the band pass filter controller 1600, the filter coefficient pointer information is “TBL3”. FIG. The filter coefficient table 1920 shown in FIG. 4 is used to load the filter tap coefficients Coeff [31] to Coeff [3n] into the band variable bandpass filter 1500. 11 The same operation as in the case of is performed.
[0258]
As described above, according to this embodiment, by providing the decoder-specific band determination information designation table 1790, even when a plurality of different decoding processes are supported, it is possible to perform the band determination process according to each decoding process. Therefore, it becomes easy to automatically realize more optimal bandwidth expansion processing accordingly.
[0259]
In addition, according to the present embodiment, by configuring the decoder-specific band determination information designation table 1790 and the filter coefficient table 1920 separately, even in the case of the band determination process according to the decoder process in which the band determination process is different, The filter tap coefficient can be shared. As a result, it is possible to reduce the memory resources required for the filter tap coefficient by sharing the filter tap coefficient.
[0260]
In the present embodiment, the case where the oversampling unit 1200 is included has been described. However, even in the case where the oversampling unit is not included, the implementation form 2 11 Similarly to the above, by setting the upper limit frequency FcH as the upper limit in the vicinity of 24 kHz according to the Nyquist condition for the decoding processing unit 1100, the same effect can be obtained except that the extension band is limited compared to the above embodiment.
[0261]
In each of the above embodiments, the case of a PCM audio signal subjected to band compression has been illustrated and described. However, the present invention is also effective when dealing with a sound source having various frequency characteristics even with a linear PCM audio signal. Needless to say.
[0262]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the band characteristic of the input encoded signal is lost below the Nyquist frequency (Fs / 2) or when the linear PCM audio signal has various frequency characteristics. However, it is possible to realize high-quality sound reproduction by performing band expansion according to the nature of PCM data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a configuration example of a speech processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a circuit block diagram showing a configuration example of a speech processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 3 is a circuit block diagram showing a modification of the speech processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 4 is a circuit block diagram showing a configuration example of a speech processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 5 is a circuit block diagram showing an example in which a band analyzer in the third embodiment of the present invention includes a spectrum analyzer.
FIG. 6 is a circuit block diagram showing a configuration example of a speech processing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing an internal configuration of a decoding processing unit and a band determining unit in Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 8 is a circuit block diagram showing a configuration example of a speech processing apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing an internal configuration of a decoding processing unit and a band determining unit in Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 10 is a circuit block diagram showing a configuration example of a speech processing apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing an internal configuration of a decoding processing unit and a band determining unit according to Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 12 is a circuit block diagram showing a configuration example of a speech processing apparatus according to Embodiment 7 of the present invention;
FIG. 13 is a block diagram showing an internal configuration of a decoding processing unit and a band determination unit in Embodiment 7 of the present invention.
FIG. 14 is a circuit block diagram showing a configuration example of a sound processing apparatus according to Embodiment 8 of the present invention;
FIG. 15 is a block diagram showing an internal configuration of a decoding processing unit and a band determination unit in Embodiment 8 of the present invention;
FIG. 16 is a circuit block diagram showing a configuration example of a speech processing apparatus according to Embodiment 9 of the present invention;
FIG. 17 shows an embodiment of the present invention. 10 The circuit block diagram which shows the example of 1 structure of the audio processing apparatus concerning
FIG. 18 shows an embodiment of the present invention. 11 The circuit block diagram which shows the example of 1 structure of the audio processing apparatus concerning
FIG. 19 shows an embodiment of the present invention. 12 The circuit block diagram which shows the example of 1 structure of the audio processing apparatus concerning
FIG. 20 shows an embodiment of the present invention. 12 The block diagram which shows the internal structure of the decoding process part in FIG.
FIG. 21 shows an embodiment of the present invention. 12 The table data structural example of the band judgment information designation table classified by decoder contained in the band judgment part in FIG.
FIG. 22 shows an embodiment of the present invention. 12 Showing a table data configuration example of the filter coefficient table in FIG.
FIG. 23 is a circuit block diagram showing a configuration example of a conventional audio processing apparatus.
[Explanation of symbols]
1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000 , 9 000, 9100, 9200, 9300, 9400, 9500, 9600, 10000 Audio processing apparatus
1100 Decoding processing unit
1110 Auxiliary information analysis unit
1120 Spelltle data generator
1130 PCM data generator
1140 Spelltle information transmitter
1150 Subband data generator
1160 Subband information transmitter
1190 Bit rate information transmitter
1191 Sampling frequency information transmitter
1192 Layer information transmitter
1193 Decoding part
1194 Decode parameter information transmitter
1195 Decoder switching means
1196 MPEG audio decoding means
1197 AC3 decoding means
1200 Oversampling unit
1300 Extended band generator
1500 Band-variable bandpass filter
1600 Bandpass filter controller
1700 Bandwidth determination unit
1710 Spectrum analyzer
1720 Spectrum information receiver
1730 Subband amplitude information receiver
1750 bit rate information receiver
1760 Sampling frequency information receiver
1770 Bandwidth determination information generation unit
1780 Layer information receiver
1790 Decoder specific band determination information designation table
1791 Decoder designation information receiver
1792 Decode parameter information receiver
1800 Bandwidth determination interval setting section
1900 Band decision threshold setting unit
1910 Band decision information smoothing section
1920 filter coefficient table

Claims

An audio processing device that decodes and reproduces an encoded audio signal,
A decoding processor that decodes the encoded audio signal input from the outside to generate PCM data;
An extension band generating unit that generates a band extension component for the PCM data decoded by the decoding processing unit;
A band-variable bandpass filter that receives the band extension component from the extension band generation unit and outputs a variable pass band;
An adder for adding PCM data decoded by the decoding processing unit and output data from the band-variable bandpass filter;
A band determination unit that determines the passband for the band extension component using the decoding information of the encoded audio signal obtained from the decoding processing unit as band determination information,
An audio processing apparatus comprising: a band pass filter controller that controls a pass band of the band variable band pass filter in response to an instruction from the band determining unit.

An audio processing device that decodes and reproduces an encoded audio signal,
A decoding processor that decodes the encoded audio signal input from the outside to generate PCM data;
An oversampling unit that performs oversampling processing on the PCM data decoded by the decoding unit;
An extension band generation unit that generates a band extension component for the PCM data oversampled by the oversampling unit;
A band-variable bandpass filter that receives the band extension component from the extension band generation unit and outputs a variable pass band;
An adder for adding the output data from the oversampling unit and the output data from the band-variable bandpass filter;
A band determination unit that determines the passband for the band extension component using the decoding information of the encoded audio signal obtained from the decoding processing unit as band determination information,
An audio processing apparatus comprising: a band pass filter controller that controls a pass band of the band variable band pass filter in response to an instruction from the band determining unit.

The band determination unit includes a spectrum analyzer that performs spectrum analysis of PCM data generated by the decoding processing unit, and determines a pass band for the band extension component using the analysis result of the spectrum analyzer as the band determination information. The speech processing apparatus according to claim 1 or 2.

The decoding processing unit includes an auxiliary information analysis unit that analyzes auxiliary information of the encoded audio signal, a spectrum data generation unit that generates spectrum data based on the auxiliary information, and converts the spectrum data into PCM data. A PCM data generation unit for generating, and a spectrum information transmission unit for transmitting spectrum information of spectrum data generated by the spectrum data generation unit to the outside,
The band determination unit includes a spectrum information reception unit that receives spectrum information transmitted from the spectrum information transmission unit, and determines a pass band for the band extension component using the spectrum information as the band determination information. The speech processing apparatus according to claim 1 or 2.

The decoding processing unit includes an auxiliary information analysis unit that analyzes auxiliary information of the encoded audio signal, a subband data generation unit that generates subband data based on the auxiliary information, and a band of the subband data. A PCM data generation unit that combines and generates PCM data; and a subband amplitude information transmission unit that transmits the amplitude information of the subband data generated by the subband data generation unit to the outside.
The band determination unit includes a subband amplitude information reception unit that receives subband amplitude information transmitted from the subband amplitude information transmission unit, and uses the subband amplitude information as the band determination information for the band extension component. The speech processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein a pass band is determined.

The decoding processing unit includes an auxiliary information analyzing unit that analyzes auxiliary information of the encoded audio signal, a decoding core unit that performs decoding processing based on the auxiliary information and generates PCM data, and the auxiliary information analyzing unit A bit rate information transmitter that transmits the bit rate information extracted by the outside,
The band determining unit includes a bit rate information receiving unit that receives bit rate information transmitted from the bit rate information transmitting unit, and a first bit rate information that associates specific bit rate information with specific frequency characteristics of the PCM data. The speech processing apparatus according to claim 1, wherein a pass band for the band extension component is determined based on the band determination information generated using the first table.

The decoding processing unit includes a sampling frequency information transmission unit that transmits sampling frequency information extracted by the auxiliary information analysis unit to the outside,
The band determination unit includes a sampling frequency information receiving unit that receives sampling frequency information transmitted from the sampling frequency information transmitting unit, and a band determination that generates the band determination information by a combination of the sampling frequency information and the bit rate information. An information generation unit, and a second table representing a combination of specific bit rate information and a specific sampling frequency as pointer information instead of the first table, and the band determination information generation unit includes the first table 7. The speech processing apparatus according to claim 6, wherein a pass band for the band extension component is determined based on the band determination information generated using the table of No. 2.

The decode processing unit includes a layer information transmission unit that transmits the layer information extracted by the auxiliary information analysis unit to the outside,
The band determination unit generates the band determination information by combining a layer information reception unit that receives the layer information transmitted from the layer information transmission unit, and the layer information, the sampling frequency information, and the bit rate information. A band determination information generating unit that performs the processing, and a third table that represents a combination of specific bit rate information, specific sampling frequency, and specific layer information as pointer information instead of the second table, 8. The speech processing apparatus according to claim 7, wherein the determination information generation unit determines a pass band for the band extension component based on the band determination information generated using the third table.

The band determination unit includes a band determination smoothing unit that automatically smoothes a change in the band determination information transmitted from the decode processing unit, and the band determination information is smoothed by the band determination smoothing unit. speech processing apparatus according to any one of claims 1, wherein the determining the bandpass for extended component 8.

The audio processing apparatus any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises a band determination interval setting unit for setting in accordance with time interval band determination process in the band determining section to the signal from the outside The speech processing apparatus according to the description.

The speech processing apparatus includes a band determination threshold setting unit that sets a level threshold for determining the presence / absence of spectrum information for each band of the band determination process in the band determination unit according to an external signal. The voice processing apparatus according to claim 3 or 4 .

The audio processing apparatus, further comprising a band determination threshold setting unit that sets in response to a signal level threshold for determining the presence or absence of sub-band amplitude from the outside for each band of the band determination process in the band determining section The speech processing apparatus according to claim 5 .

The decoding processing unit supports decoding processing of at least two types of encoding methods, and switches decoding processing based on decoder information designated from the outside,
The band determination section, the band determination process any one of claims 1 to 1 2, characterized in that it is configured to include a decoder specific band determination switching means, wherein switching the depending on decoder information designated externally Voice processing device.

The audio processing device includes a filter coefficient table storing filter coefficients used for the band-variable bandpass filter,
The per-decoder band determination switching means is a per-decoder band determination information designation table that individually designates a band for each decoder, and the band determination unit includes the per-decoder band determination information according to decoder information designated from the outside. 14. The audio processing apparatus according to claim 13 , wherein band determination is performed based on a designation table, and band determination information is transmitted as pointer information of the filter coefficient table to the bandpass filter controller.